Создан заказ №3550121
14 января 2019
ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ АЛЮМИНИЙ-НИКЕЛЬ Задание Показать линию ликвидуса и линию солидуса Охарактеризовать фазы системы Определить тип нонвариантных превращений Для сплавов I - 20% Ni II - 50% Ni III - 85% Ni построить кривые охлаждения и определить характер фазовых и структурных превращений В сплаве I при температуре 700˚C определить фазовый состав
Как заказчик описал требования к работе:
Необходимо выполнить данное задание. Все данные в приложенном файле.
Фрагмент выполненной работы:
ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ
АЛЮМИНИЙ-НИКЕЛЬ
Задание:
Показать линию ликвидуса и линию солидуса
Охарактеризовать фазы системы
Определить тип нонвариантных превращений
Для сплавов
I - 20% Ni
II - 50% Ni
III - 85% Ni
построить кривые охлаждения и определить характер фазовых и структурных превращений
В сплаве I при температуре 700˚C определить фазовый состав, химический состав каждой фазы и их количественное соотношение
Решение:
Диаграмма состояния алюминий-никель приведена на рис.1.
Рис.1. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Диаграмма состояния системы Al-Ni
Данная система состоит из двух компонентов:
Алюминий – металл с температурой плавления/кристаллизации 660°С, не имеет полиморфных модификаций.
Никель – металл с температурой плавления/кристаллизации 1453°С, не имеет полиморфных модификаций.
Компоненты системы неограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии и ограниченно растворимы друг в друге в твердом состоянии.
Предельная растворимость в твердом состоянии алюминия в никеле составляет 79% (здесь и далее – атомные %) при 1385°С, растворимость никеля в алюминии стремится к нулю.
Линия ликвидуса tпл(Al)-e1-c-f-h-j-e2-tпл(Ni), линия солидуса a-e1-b-p1-d-p2-g-h-i-p3-k-e2-m-tпл(Ni).
В системе возможно образования следующих фаз:
(Al) – кристаллы алюминия;
NiAl3 – химическое соединение постоянного состава, по перитектической реакции при 854°С;
Ni2Al3 – промежуточная фаза переменного состава с максимальной областью гомогенности 36,6…40,8% Ni при 600°С, плавится по перитектической реакции при 1133°С;
β` (NiAl) – промежуточная фаза с широкой областью гомогенностью от 42%Ni при 1133°С до 69,5% Ni при 1395°С; плавится конгруэнтно при 1638°С;
α` (Ni3Al) – промежуточная фаза с областью гомогенности 72,5…77%Ni при 600°С;
α-(Ni) – твердый раствор на основе никеля.
Согласно последим исследованиям в системе образуется также химическое соединение NiAl, однако на данной диаграмме оно не показано и не рассматривается [Справочник под редакцией Лякишева Н.П.: Диаграммы состояния двойных металлических систем. В 3-х томах: Том 1. – М.: Машиностроение. – 1996. – 992 с.].
В системе возможно протекание следующих нонвариантных превращений:
эвтектическое при 640°С: Ж↔[(Al)+NiAl3]эвтектика;
перитектическое при 854°С: Ж+Ni2Al3↔NiAl3;
перитектическое при 1133°С: Ж+ β` (NiAl) ↔Ni2Al3;
перитектическое при 1395°С: Ж+ β` (NiAl) ↔α`(Ni3Al);
эвтектическое при 1385°С: Ж↔[ α` (Ni3Al)+ α-(Ni)]эвтектика.
Также в системе протекает магнитное превращение, температура его снижается до 70°С при повышении концентрации алюминий.
На рис.2 представлен сплав I - 20% Ni и его кривая охлаждения.
Рис. 2. Сплав I - 20% Ni и его кривая охлаждения
Выше температуры т.А сплав находится в жидком состоянии. При охлаждении из жидкого состояния кривая охлаждения идет достаточно резко вниз (охлаждение идет интенсивно), по достижении температуры точки т.А на кривой охлаждения наблюдается перегиб и далее кривая становится более пологой.
Природа этого перегиба на кривой охлаждения объясняется с помощью правила фаз.
Связь между числами компонентов k, количеством равновесных фаз ф, температурой, давлением и вариантностью в (или числом степеней свободы) любо равновесной системы устанавливает правило фаз Гиббса:
в=k-ф+n
где n – внешние факторы равновесия, т.е. температура и давление.
Согласно этому правилу, равновесие жидкости и Ni2Al3 при температуре т.F моновариантно:
в= k -ф+1=2-2+1=1
При охлаждении ниже т.F из жидкости начинают выпадать первые кристаллы Ni2Al3. Нужно подчеркнуть условной такой формулировки, поскольку кристаллизация в принципе не может начаться при температуре т.A, т.к. для этого не обходимо переохлаждение расплава ниже кривой ликвидуса. Правильнее было бы говорить о том, что при понижении температуры ниже т.А на ΔT первые кристаллы выделятся из жидкости, состав которых будет отличаться от т.А. Изложенное справедливо и для твердофазных превращений. В условиях равновесия кристаллизация сплава не начнется при температуре т.А и не закончится при т.В. Для протекания процесса кристаллизации рассматриваемую систему необходимо все время выводить из состояния равновесия, т.е. переохлаждать жидкую фазу ниже кривой ликвидуса, обеспечивая тем самым термодинамический стимул превращения Ж→ Ni2Al3. Только в этих условиях процесс кристаллизации будет реакцией системы на нарушение равновесия. При дальнейшем анализе сплавов это рассуждение не приводится, но справедливо в любом случае.
В температурном интервале т.А-т.В сплав находится в двухфазной области. Равновесный состав жидкости изменяется в этом интервале по линии Ас – по ликвидусу (т.е. падает содержание Ni в жидкости и увеличивается содержание Al, состав Ni2Al3 изменяется по солидусу по линии p2d).
В т.В сплав находится на линии нонвариантного перитектического равновесия cp1d=854°С, поэтому на кривой охлаждения наблюдается температурная остановка:
в= k -ф+1=2-3+1=0
Следовательно, такое равновесие возможно только при постоянной температуре.
При некотором переохлаждении ниже т.B происходит перитектическое превращение Ж+Ni2Al3→NiAl3 в результате которого образуется фаза NiAl3. В интервале температур т.B-т.C сплав двухфазный и состоит из жидкости и NiAl3.
При некотором переохлаждении ниже т.С происходит эвтектическое превращение Ж↔[(Al)+NiAl3]эвтектика. В интервале температур т.С-0°С сплав двухфазный и состоит из кристаллов (Al) и NiAl3. Структура сплава состоит от [(Al)+NiAl3]эвтектика и зерен NiAl3.
Для того, чтобы определить фазовый состав сплава при 700°С, воспользуемся рисунком 1...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
15 января 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ
АЛЮМИНИЙ-НИКЕЛЬ
Задание
Показать линию ликвидуса и линию солидуса
Охарактеризовать фазы системы
Определить тип нонвариантных превращений
Для сплавов
I - 20% Ni
II - 50% Ni
III - 85% Ni
построить кривые охлаждения и определить характер фазовых и структурных превращений
В сплаве I при температуре 700˚C определить фазовый состав.docx
2019-01-18 22:40
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Отзыв пишу с большой задержкой. Извините!
Я рекомендую данного автора. Моя работа была выполнена очень качественно и быстро. Все теоретические вопросы раскрыты очень четко, ничего лишнего. Благодарна данному автору!
Хочешь такую же работу?
300 ₽
