Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Краткие теоретические сведения. Термический анализ основан на фиксации тепловых эффектов превращений, т



Термический анализ основан на фиксации тепловых эффектов превращений, т. к. переход из одного агрегатного состояния в другое, а также полиморфные превращения происходят с выделением тепла при охлаждении и поглощением тепла при нагревании металлов и сплавов.

Вначале сплав заданного химического состава переводят в жидкое состояние (расплавляют в электропечи), а затем тигель с расплавом переносят на установку, вводят в защитный чехол термометр или горячий спай термопары и подвергают медленному охлаждению. Во время охлаждения расплава периодически (через равные промежутки времени) замеряют температуру. На основании полученных результатов строят термические кривые (кривые охлаждения) в координатах «температура (ось ординат) – время (ось абсцисс)». Тепловые эффекты фазовых превращений с течением времени отражаются на монотонности хода кривой охлаждения: на кривой появляется либо перегиб (точка перегиба), либо температурная остановка в охлаждении (горизонтальная площадка).

Спроецировав точки перегибов и температурных остановок на ось ординат, определяют температуры начала и конца всех фазовых превращений, которые происходят в исследуемом сплаве.

Компоненты сплава Рb-Sb:

Свине́ц (Рb) – химический элемент 14-й группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Свинец – ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серого цвета.

Температура плавления: 327,5 °C.

Атомный номер: 82.

Сурьма́ (Sb) – химический элемент 15-й группы пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Сурьма – полуметалл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения.

Температура плавления: 630,8 °C.

Атомный номер: 51.

Определение температур кристаллизации Рb, Sb и сплавов Рb-Sb. Температуру кристаллизации металлов и сплавов определяют на ус­тановке, схема которой изображена на рис. 6.1.

 

 

  Рисунок 6.1 – Схема установки для определения температур кристаллизации металлов и сплавов  

 



Последовательность определения температуры кристаллизации:

1. Подготовленное количество (150-200 г) чистого металла или сплава определенного состава помещают в тигель 1 (рис. 6.1), установленный в тигельную электропечь 2.

2. Включают печи и расплавляют в тигеле металл или сплав.

3. Закрывают тигель крышкой 3: через отверстие крышки в расплавленный металл (сплав) помещают термометр 4.

4. Печи выключают и через каждые 20 с записывают показания термометра 4; запись прекращают через 15 мин после полного затвердевания металла (сплава).

5. По полученным критическим точкам для металла и каждого сплава строят кривую охлаждения в координатах «температура – время охлаждения».

6. На построенных кривых охлаждения определяют температуру кристаллизации, которая соответствует горизонтальному участку кривой (для чистых металлов и сплава эвтектического состава) или точкам перегиба кривой, соответствующих температурам начала и конца затвердевания (для всех сплавов, кроме эвтектического).

Методика построения диаграммы состояния сплавов Рb-Sb. Для построения диаграммы необходимо:

1. Начертить сетку в координатах «температура – химический сос­тав».

2. На оси абсцисс отметить точки, соответствующие исследуемым сплавам с 5, 10, 13, 20, 40 и 80 % Sb, и в каждой из этих точек восстановить перпендикуляр к оси абсцисс (провести линии сплавов) (рис. 6.2).

3. На осях ординат отметить точ­ками температуру плавления чистых металлов (Рb, Sb) (рис. 6.2). На каждой линии сплавов отметить точками температуры начала и конца кристаллиза­ции, полученные экспериментально.



4. Соединить плавными линиями точки, характеризующие начало кристаллизации сплавов; продлить их до точек кристаллизации чис­тых металлов. Соединить линией точки, характеризующие конец крис­таллизации сплавов; продлить ее до правой и левой оси ординат.

 

 

Рисунок 6.2 – Построение диаграммы Рb-Sb

 

Задание

1. Изучить методику определения температур кристаллизации Рb, Sb и сплавов Рb-Sb (с построением кривых охлаждения) и мето­дику построения диаграммы состояния Рb-Sb.

2. Провести наблюдение за процессом охлаждения Рb, Sb и спла­вов Рb-Sb. Результаты наблюдения занести в протокол испытания (табл. 6.1).

3. Построить кривые охлаждения данных металлов и сплавов.

4. Построить диаграмму состояния Рb-Sb.

5. Написать отчет по работе в соответствии с п.п. 2-4.

 

Таблица 6.1 – Протокол испытания

 

100% Рb 5% Sb 13% Sb 20% Sb 40% Sb 80% Sb 100% Sb
                       
                       

 

Контрольные вопросы

1. В чем сущность определения температур кристаллизации металлов и сплавов термическим методом?

2. Опишите установку и последовательность определения температур кристаллизации Рb, Sb и сплавов Рb-Sb.

3. Опишите методику построения диаграммы состояния Рb-Sb.

4. Какой тип диаграммы состояния образует сплав Рb-Sb?

5. Почему с момента начала кристаллизации (перегиб на кривой) скорость охлаждения сплава замедляется (ход кривой становится более пологим)?



6. Почему в сплавах некоторых систем на кривых охлаждения (нагревания) наблюдаются температурные остановки (горизонтальные площадки)?

7. Какой вид имеют кривые охлаждения (нагревания) при затвердевании чистых компонентов, сплавов из компонентов, образующих и жидкий, и твердый растворы; сплавов с наличием эвтектических превращений?

8. Определите структуру и фазовый состав исследуемых сплавов при комнатной температуре.

 


Лабораторная работа 7

 


Просмотров 347

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!