Шпаргалка по "Физике"

2) Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и эвтектикой

Диаграмма состояния для  двухкомпонентной системы, компоненты в которой образуют ограниченные твердые растворы, при этом в зависимости  от типа диаграммы, диаграммы подразделяются на диаграммы с эвтектикой и диаграммы  с перитектикой.

Диаграммы с  эвтектикой: компоненты А и В. Фазы: жидкость a,b;a- твердый раствор компонента В в компоненте А;b - твердый раствор компонента А в компоненте В.

Линия АВС – ликвидус. ADCFB – солидус, т.к.  компоненты вступают во взаимодействие в твердом состоянии с правой  и с левой стороны диаграммы будут находиться так называемые области ограниченной растворимости.

Линия ДК- указывает на то, что растворимость компонента  В в А  увеличивается с повышением температуры. Растворимость В в  А при комп. Температуре будет  соответственна на диаграммы. При температуре  плавления эвтектики точка Д  на диаграмме. Противоположность растворимость  компонента А в В не изменяется (линия FL) при комнатной температуре растворимость компонента   А в В соответственна точке L при температуре плавления эвтектики в точке L. Горизонтальная линия DCF соответствует температуре, при которой происходит эвтектическая реакция.

Эвтектика – это механическая смесь двух или более фаз одновременно кристаллизующихся из жидкости. В  точке С происходит чисто эвтектическая  реакция, которая записывается как  жидкость точки С распадается  на a - твердый раствор точки Д и b - в точке F.

Кривые  охлаждения. 

С=К-Ф+1

С0-1=2-1+1=2 С1-2=2-2+1=1

Диаграмма с перлитом.

Компоненты А,В, жидкост, a,b.

В отличие от эвтектической  реакции при перитектической  реакции жидкость взаимодействует  с кристаллами выпавшей фазы с  образованием кристаллов новой фазы.

Диаграммы состояния и зависимость  свойств от состава для случаев: а), б) неограниченной растворимости  компонентов в твердом состоянии;

в), г) отсутствия растворимости компонентов  в твердом состоянии;

д), е) ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии

Для систем сплавов с ограниченной растворимостью характерны диаграммы  состояния, показанные на рис. д). В таких  системах имеются две области  существования фаз, представляющих раствор одного компонента в другом, и область существования смеси  двух фаз. При составах, соответствующих  областям существования  твердых  растворов на основе какого-либо компонента, изменения свойств аналогично изменению  свойств в системах с неограниченной растворимостью компонентов, а в  областях составов, соответствующих  двухфазным смесям, изменение состава  ведет к изменению свойств, характерному для систем с нерастворимыми в  твердом состоянии компонентами

8билет

1)СТП-напрвлений изобр. точками внутри круга проекций, а плоскостей-дугами большого круга. Стереограф проекции направлений изображ точками внутри круга проекций. Стереограф проекции плоскостей изображ дугами большого круга. Свойства стереограф проекций: 1)любая окружность, проведённая на сфере, изображается на СтП также окружностью(в частном случае-прямой линией) 2)на СтП не искажаются угловые соотношения, угол между полюсами граней на сфере(измеренный по дугам больших кругов)равен углу между СтП тех же дуг. Стереограф проекции применяются для изображ элеметов симметрии кристалла.

2)-

9билет

1)ГСП-применяется для изображения кристаллических многогранников. При этом проектируется не многогранник а его полярный комплекс, тоесть не грань кристалла, а нормаль к грани, представляет собой совокупность стереографии-х проекций нормалей к граням кристалла. Для построения ГСП нормалей, пересекающих шар в нижней полусфере,переносят точку зрения в северный полюс N сферы проекций. Проекции граней, расположенных выше плоскости проекции обозначают кружками, а нижних крестиками, горизонтальные грани проектируются в центре круга проекций, вертикальный грани-на самом круге проекций, косые грани-внутри него. ГСП рёбер кристалла изображаются также, как нормали к граням.

2) Диаграмма состояния сплавов с образованием компонентами химического соединения

Химическое соединение обозначают АmBn. Это означает, что в данном соединении на m атомов компонента А  приходится n атомов компонента В. Диаграмма  состояния сплавов для случая образования между компонентами химического соединения, состав которого при нагреве и охлаждении не изменяется, приведена на рис. 3.9.

 

 

Рис. 3.9. Диаграмма состояния сплавов  для случая образования компонентами А и В химического соединения

Данная диаграмма как бы составлена из двух диаграмм: компонент А –  химическое соединение AmBn и компонент  В – химическое соединение AmBn. В  сплавах левее точки С (соответствующей  по составу химическому соединению AmBn) компонента А имеется больше, чем входит в химическое соединение. Следовательно, в этих сплавах левее  точки С образуется эвтектика a+ AmBn. В сплавах правее точки С компонента В больше, чем может входить  в химическое соединение. Следовательно, в этих сплавах образуется эвтектика AmBn+b.

10билет

1)ГП-широко применяется в рентгеноструктурном анализе. ГП плоскости-точка, ГП напрвления-прямая. Проекции граней одной зоны лежат на одной прямой. Полюсы граней, перпен-х плоскости проекции, отодвигаются в бесконечность, их положения на проекции, указываются стрелками. Недостатки ГП, не сохранены угловые соотношения: углы между линиями зон на проекции не равны углам между соответствующими плоскостями одной зоны на кристалле.

2) Связь диаграмм состояния со свойствами сплава. Правило Курнакова. Так как вид диаграммы, также как и свойства сплава, зависит от того, какие соединения или какие фазы образовали компоненты сплава, то между ними должна существовать определенная связь. Эта зависимость установлена Курнаковым

1.   При образовании механических  смесей свойства изменяются по  линейному закону. Значения характеристик  свойств сплава находятся в  интервале между характеристиками  чистых компонентов.

2.   При образовании твердых  растворов с неограниченной растворимостью  свойства сплавов изменяются  по криволинейной зависимости,  причем некоторые свойства, например, электросопротивление, могут значительно  отличаться от свойств компонентов.

3.   При образовании твердых  растворов с ограниченной растворимостью  свойства в интервале концентраций, отвечающих однофазным твердым  растворам, изменяются по криволинейному  закону, а в двухфазной области  – по линейному закону. Причем  крайние точки на прямой являются  свойствами чистых фаз, предельно  насыщенных твердых растворов,  образующих данную смесь.

4.   При образовании химических  соединений концентрация химического  соединения отвечает максимуму  на кривой. Эта точка перелома, соответствующая химическому соединению, называется сингулярной точкой.

11билет

1)Сетка Вульфа-проекция градусной сетки, нанесённой на сферу, полюсы которой лежат в плоскости прокции, комбинация проекций больших кругов(меридианы на сетке)и малых кругов(параллели на сетке)отстоящих друг от друга на 2 градуса. Положение любой точки на сетке Вульфа определяется сферическими координатами(p, ), которые отсчитываются,соответсвенно,от центра и правого конца горизонтального диаметра основного круга.

2) Упругая и пластическая деформация металлов: Деформация – это изменение формы и размеров тела, деформация может вызываться воздействием внешних сил, а также другими физико-механическими процессами, которые происходят в теле. К деформациям относятся такие явления, как сдвиг, сжатие, растяжение, изгиб и кручение.

Упругая деформация – это деформация, которая исчезает после снятия нагрузки. Упругая деформация не вызывает остаточных изменений в свойствах и структуре металла; под действием приложенной нагрузки происходит незначительное обратимое смещение атомов.

При растяжении монокристалла возрастают расстояния между атомами, а при  сжатии атомы сближаются. При смещении атомов из положения равновесия нарушается баланс сил притяжения и электростатического  отталкивания. После снятия нагрузки смещенные атомы из-за действия сил  притяжения или отталкивания возвращаются в исходное равновесное состояние  и кристаллы приобретают первоначальные размеры форму.

Деформация может быть упругой, исчезающей после снятия нагрузки, и пластической, остающейся после снятия нагрузки.

Самое малое напряжение вызывает деформацию, причем начальные деформации являются всегда упругими и их величина находится  в прямой зависимости от напряжения. Основными механическими свойствами являются прочность, пластичность, упругость.

Важное значение имеет пластичность, она определяет возможность изготовления изделий различными способами обработки  давлением. Эти способы основаны на пластическом деформировании металла.

Материалы, которые имеют повышенную пластичность, менее чувствительны  к концентраторам напряжений. Для  этого проводят сравнительную оценку различных металлов и сплавов, а  также контроль их качества при изготовлении изделий.

Физическая природа деформации металлов

Под действием напряжений происходит изменение формы и размеров тела. Напряжения возникают при действии на тело внешних сил растяжения, сжатия, а также в результате фазовых  превращений и некоторых других физико-химических процессов, которые  связанны с изменением объема. Металл, который находится в напряженном  состоянии, при любом виде напряжения всегда испытывает напряжения нормальные и касательные, деформация под действием  напряжений может быть упругой и  пластической. Пластическая происходит под действием касательных напряжений.

Упругая – это такая деформация, которая после прекращения действия, вызвавшего напряжение, исчезает полностью. При упругом деформировании происходит изменение расстояний между атомами в кристаллической решетке металла.

С увеличением межатомных расстояний возрастают силы взаимного притяжения атомов. При снятии напряжения под  действием этих сил атомы возвращаются в исходное положение. Искажение  решетки исчезает, тело полностью  восстанавливает свою форму и  размеры. Если нормальные напряжения достигают  значения сил межатомной связи, то произойдет хрупкое разрушение путем отрыва. Упругую деформацию вызывают небольшие касательные напряжения.

Пластической называется деформация, остающаяся после прекращения действия вызвавших ее напряжений. При пластической деформации в кристаллической решетке металла под действием касательных напряжений происходит необратимое перемещение атомов. При небольших напряжениях атомы смещаются незначительно и после снятия напряжений возвращаются в исходное положение. При увеличении касательного напряжения наблюдается необратимое смещение атомов на параметр решетки, т. е. происходит пластическая деформация.

При возрастании касательных напряжений выше определенной величины деформация становится необратимой. При снятии нагрузки устраняется упругая составляющая деформации. Часть деформации, которую  называют пластической, остается.

При пластической деформации необратимо изменяется структура металла и  его свойства. Пластическая деформация осуществляется скольжением и двойникованием.

Скольжение в кристаллической  решетке протекает по плоскостям и направлениям с плотной упаковкой  атомов, где сопротивление сдвигу наименьшее. Это объясняется тем, что расстояние между соседними  атомными плоскостями наибольшее, т. е. связь между ними наименьшая. Плоскости  скольжения и направления скольжения, лежащие в этих плоскостях, образуют систему скольжения. В металлах могут  действовать одна или одновременно несколько систем скольжения.

Металлы с кубической кристаллической  решеткой (ГЦК и ОЦК) обладают высокой  пластичностью, скольжение в них  происходит во многих направлениях.

Процесс скольжения не следует представлять как одновременное передвижение одной части кристалла относительно другой, оно осуществляется в результате перемещения в кристалле дислокаций. Перемещение дислокации в плоскости  скольжения ММ через кристалл приводит к смещению соответствующей части  кристалла на одно межплоскостное расстояние, при этом справа на поверхности кристалла  образуется ступенька.

12билет

1)-

2) ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ  НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ-Пластическая деформация происходит путем скольжения или сдвига отдельных участков решетки вдоль определенных плоскостей под действием сдвиговых (касательных) напряжений. Механизм этого сдвига в идеальных (бездефектных) кристаллах предполагает одновременное перемещение всех атомов одной части кристалла относительно другой. В реальных кристаллах сдвиг осуществляется последовательным эстафетным движением дислокаций вдоль плоскостей скольжения (см. раздел 1.2).

В поликристаллических  металлах такой сдвиг происходит в отдельных зернах по плоскостям скольжения различного направления, а также в блоках, из которых состоят эти зерна. При значительных деформациях зерна сплющиваются, вытягиваются в направлении пластического течения, создается слоистая, волокнистая структура (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема  изменения структуры поликристаллического металла при возрастающей степени  пластической деформации e:

а - недеформированный металл; б - сдвиги лишь в отдельных зернах по различным плоскостям скольжения; форма зерен практически не меняется;

в - следы деформаций (сдвиги) во всех зернах; меняется (вытягивается) форма зерен; г - образование волокнистой структуры, ориентированной в направлении пластического течения металла (г' - поперечное сечение)

При степенях деформации¹ e>40 % деформированные зерна поворачиваются вдоль направления деформации, приобретая одинаковую кристаллографическую ориентацию - текстуру деформации. Наличие текстуры приводит к появлению анизотропии свойств поликристаллического металла