МЕТАЛЛЫ Кривые охлаждения

Для медленно охлаждающегося чистого металла кривая охлаждения будет иметь вид, показанный на рис. 1.8, а. Кривая охлаждения свидетельствует о том, что жидкий металл охлаждается равномерно до точки А. В точке А понижение температуры прекращается. Между точками А и Б находится участок так называемой критической температуры, при которой начинается и заканчивается кристаллизация металла. Далее температура вновь понижается равномерно. Кривая охлаждения сплава показана на рис. 1.8, в (она станет понятна после изучения аллотропических превращений). Охлаждение аморфного тела протекает плавно (рис. 1.8, б), так как оно постепенно отвердевает вследствие уменьшения подвижности частиц. Кажущееся твердым аморфное тело по структуре представляет собой переохлажденную жидкость. [c.13]

В отличие от кривой охлаждения, кристаллического телА (металла) кривая охлаждения 4 аморфного тела (рис. 4) на всем протяжении идет плавно, что указывает на постепенное его отвердевание вследствие уменьшения подвижности частиц. По своей структуре кажущееся твердым аморфное тело является переохлажденной жидкостью. [c.17]

Кривые охлаждения системы Си—Ni всех сплавов данной системы имеют вид, представленный на рис. 77. Для чистых металлов кривые охлаждения имеют вид, аналогичный кривым / и F, приведены на рис. 75, а. [c.142]

Рис. 37. Кривые охлаждения и нагрева металла, имеющего аллотропические превращения

Рис. 17. Термические кривые охлаждении при кристаллизации чистых металло с разной скоростью (Vi - Сй)

Термические кривые, характеризующие процесс кристаллизации чистых металлов при охлаждении с разной скоростью, даны на рис, 17, При очень медленном охлаждении степень переохлаждения невелика и процесс кристаллизации протекает при темиературе, близкой к равновесной (рис, 17, кривая t j). На термической кривой при температуре кристаллизации отмечается горизонтальная площадка (остановка в падении температуры), образование которой объясняется выделением скрытой теплоты кристаллизации, несмотря на отвод тепла при охлаждении. [c.29]

При помощи термического анализа можно построить кривые нагрева или охлаждения вещества, записывая температуру через равные промежутки времени. Полученные кривые неодинаковы для кристаллического и аморфного веществ. На рис. 2.1,а приведена кривая охлаждения кристаллического вещества, которая показывает, что переход кристаллического вещества из жидкого состояния в твердое происходит при температуре кристаллизации (Ткр). Этот процесс перехода протекает в определенный промежуток времени и сопровождается выделением скрытой теплоты кристаллизации. Поэтому, несмотря на охлаждение металла, температура в течение данного времени остается неизменной (на кривой горизонтальный участок). [c.21]

На рис. 12.41 представлено распределение температур по оси шва в момент испытания. Полученная длина трещины, спроектированная на кривую охлаждения, дает возможность определить значение т.и.х., его верхнюю и нижнюю границы. Варьируя силу сварочного тока, скорость сварки, состав присадочного металла или сам способ сварки, можно в комплексе определить влияние [c.477]

Таким образом, процесс кристаллизации будет происходить при 2 < пл. 3 процесс плавления при > i , т. е. для процесса кристаллизации необходимо переохлаждение системы (А/а), а для расплавления — перегрев (Д х). В отличие от теоретической температуры кристаллизации, соответствующей фактической температурой кристаллизации является более низкая температура. Кривые охлаждения, построенные в координатах температура-время для идеального случая кристаллизации, а также реальных случаев кристаллизации и нагрева при расплавлении металлов, приведены на рис. 29. [c.45]

Рис. 29. Кривые охлаждения и нагрева чистого металла

Плавкость—Диаграммы 3—194 Построение по кривым охлаждения 3 — 194 Плакированные лёгкие металлы 4 — 245 [c.195]

Фиг. 94. Кривые охлаждения чистого металла при различных скоростях охлаждения 1 — медленное 2 — среднее, 3 - быстрое [8].

Наибольшие затруднения при сварке стали с аллотропическими превращениями может вызвать возникновение в зонах термического влияния структур с высокой или повышенной твёрдостью. В зависимости от толщины, состава и исходного состояния стали и режимов принятого метода сварки в зонах влияния иногда наблюдаются структуры мартенсита или других форм распада аустенита. Если известны кривые охлаждения, максимальные температуры металла в отдельных участках зоны влияния и С-образные кривые свариваемой стали, то при сопоставлении их можно предугадать конечную структуру стали в зонах влияния после сварки. Например, при охлаждении стали I (фиг. 81) в определённой точке зоны термического влияния по кривой 1 аустенит будет [c.355]

Для изучения металлов и сплавов нередко используют физические методы исследования (тепловые, объемные, электрические, магнитные). В основу этих исследований положены взаимосвязи между изменениями физических свойств и процессами, происходящими в металлах и сплавах при их обработке или в результате тех или иных воздействий (термических, механических и др.). Наиболее часто применяют дифференциальный термический анализ (построение кривых охлаждения в координатах температура— время) и дилатометрический метод, основанный на изменении объема при фазовых превращениях. Для ферромагнитных материалов применяется магнитный анализ [c.11]

Термические кривые, характеризующие процесс кристаллизации чистых металлов при охлаждении с разной скоростью V, показаны на рис. 19. При очень медленном охлаждении степень [c.25]

Рис, 23. Кривая охлаждения металла, имеющего две полиморфные формы — Р — с решеткой ГЦК (К12) и а — с решеткой ГПУ (Г12) [c.36]

Чехлы для термопар должны обладать следующими свойствами а) низкой теплоемкостью б) хорощими электроизоляционными свойствами при всех рабочих температурах в) непроницаемостью для паров металла и г) способностью не реагировать с расплавом при снятии кривых охлаждения. [c.85]

Вначале рассмотрим затвердевание металла или сплава при постоянной температуре. Предположим, что температура расплава, находящегося в тигле печи, плавно изменяется в зависимости от ее температуры. Измерительным прибором служит термопара, имеющая незначительную теплоемкость, так что температура термопары всегда совпадает с температурой расплава. Если переохлаждения не происходит, то затвердевание начнется сразу же при охлаждении ниже истинной точки затвердевания. Температура останется постоянной, пока весь образец не закристаллизуется на кривой охлаждения,. как показано на рис. 61, /, этому будет соответствовать горизонтальная площадка. Но в действительности никогда нет возможности перемешивать расплав в течение всего процесса затвердевания, и поэтому на кривой у конца площадки возникает закругление, как показано на рис. 61, II. [c.123]

Если печь будет охлаждаться и после полного затвердевания металла, то температура окружающего пространства окажется значительно ниже, чем температура слитка, которая при дальнейшем охлаждении будет падать быстрее, чем непосредственно перед площадкой на кривой охлаждения. [c.123]

Выше мы предположили, что при кристаллизации отсутствует переохлаждение, и выделение твердой фазы начинается в истинной точке затвердевания. Если в хорошо перемешанном расплаве имеется некоторое переохлаждение, получится оста -новка такого типа, как на рис. 63, / горизонтальная часть кривой дает истинную точку затвердевания при условии, что количество металла достаточно велико, чехол термопары тонок и скорость охлаждения мала. Допустимое переохлаждение зависит от экспериментальных условий и при условиях, описанных выше, переохлаждение порядка 1° позволяет получить истинную точку затвердевания с точностью 0,1°. При переохлаждении 10—20° определение истинной точки затвердевания чистого металла возможно с точностью 1°, если количество металла достаточно для температурной остановки в несколько минут однако такого значительного переохлаждения следует избегать. При переохлаждении выделяющаяся скрытая теплота должна повысить температуру чехла термопары до истинной точки затвердевания. Эффект переохлаждения бывает опасен, если слиток мал (например, при исследовании редких ме--таллов). В таких случаях можно получить кривые охлаждения [c.124]

Влияние толщины и теплоемкости чехла термопары в рассматриваемом случае аналогично уже описанному при затвердевании чистых металлов, но здесь оно более опасно. Это объясняется тем, что при застывании твердого раствора нет горизонтального участка кривой, по которому можно определить истинную точку ликвидуса. На кривой рис. 66, / нелегко определить температуру, при которой сплав начинает затвердевать. Если, экспериментальные условия и свойства сплава таковы, что кривая охлаждения до и после перегиба близка к прямой линии, то лучше всего экстраполировать эти прямые, как показано на рис. 66, II, и принять точку их пересечения за точку ликвидуса. Однако это приближенный метод кривизна в начале остановки насколько возможно должна быть уменьшена очень медленным охлаждением и использованием наиболее тонких, но прочных термопарных чехлов. [c.127]

Эффект переохлаждения имеет более существенное значение при исследовании твердых растворов, чем при изучении чистых металлов. На рис. 67, / показана удовлетворительная кривая охлаждения, полученная при образовании твердого раствора изгиб в точке х указывает истинную точку ликвидуса. На рис. 67, II изображена кривая при переохлаждении рас- [c.127]

Заманчивое на первый взгляд снятие кривых охлаждения в вакууме в области 1100—1600° р едко оказывается возможным. Это объясняется значительной летучестью большинства металлов при таких высоких температурах и трудностью получения совершенного вакуума. Как указывалось выше, даже наиболее огнеупорные трубы не сохраняют газонепроницаемости при этих температурах, и хотя при непрерывной откачке поддерживается низкое давление, многие сплавы загрязняются при выдержке в таких условиях. Эту трудность можно устранить, если поместить горячую вакуумную трубу в вакуумную оболочку. [c.167]

Для точных работ по записи кривых охлаждения следует по возможности применять печи сопротивления, так как в этом случае скорость охлаждения может регулироваться в узких пределах автотрансформатором или реостатом. Печь с платиновой обмоткой служит продолжительное время при работе до 1500° такую печь изредка можно применять даже До 1600°. Следует отметить, что платиновые печи сравнительно не дороги, так как стоимость перегоревшей обмотки (скрапа платины) является заметной долей стоимости нового нагревательного элемента. Размещение деталей печи зависит от того, подводится ли термопара к расплаву сверху или применяется тигель с отверстием для термопары, вследствие чего термопара подводится снизу. Способ установки зависит также от летучести исследуемого металла. Если металл очень летуч, то иногда невозможно предупредить заметное загрязнение проволоки термопары во время эксперимента. В этом случае должно быть предусмотрено приспособление для градуировки термопары во время снятия кривой охлаждения. В противном случае, если градуировать загрязненную термопару в условиях, при которых температурный градиент вдоль обмотки печи отличается от градиента в установке для снятия кривой охлаждения, можно получить неточные результаты. [c.168]

Если исследуемые сплавы настолько химически активны, что они не могут быть переплавлены без загрязнения, то в этом случае очень удобно применять индукционные печи. Индукционный нагрев дает возможность расплавлять металл при хорошем перемешивании составляющих, после чего снимаются кривые охлаждения с минимальным соприкосновением расплавленного сплава со стенками тигля. Применяя ламповый генератор, можно получить скорость охлаждения порядка [c.177]

Закаливаемость стали можно оценить, изучая кинетику распада аустенита. На рис. 115 представлена схема диаграммы изотермического распада аустенита и нанесены кривые, соответствующие различным скоростям охлаждения металла. Скорость охлаждения, выран<енная кривой 2, характеризует максимальную скорость охлаждения, повышение которой приведет к частичной закалке стали. Ее называют первой критической скоростью охлаждения. При скорости охлаждения по кривой 3 наступает полная закалка (100% мартенсита). Ее называют второй критической скоростью охлаждения. Кривая 1 характеризует скорость охлаждения, при которой отсутствует закалка. [c.231]

Если взять какой-нибудь сплав, например сплав 1, то кривая охлаждения для него будет иметь вид, показанный на рис. 93. На этой кривой участок О—1 соответствует охлаждению жидкого сплава, участок 1—2 — выделению кристаллов Л, участок 2—2 — oBiMe THOMy выделению кристаллов А ц В и участок 2 —3 — охлаждению твердого тела. На рис. 93,6,0 схематически показано строение сплава в разные моменты кристаллизации. Из жидкости (левый 1рисунок) выделяются кристаллы А, затем оставшаяся жидкость кристаллизуется с одновременным выделением кристаллов А и В. Правый крайний рисунок показывает структуру уже закристаллизовавшегося металла бидны первичные выделения кристаллов А и механическая смесь кристаллов А+В, которые кристаллизовались одновременно. [c.119]

В донной работе на примере сплавов типа переходный металл (ПМ) — металлоид (М) (преимущественно) изучалось проявление общих закоиомерностей поведения нелинейных динамических систем в процессах масштабного структурообразования при закалке расплавов с получением стеклообразных (аморфных) М( т и1лических сплавов (скорость охлаждения расплава 10 —10 град/с определялась по осциллограммам кривых охлаждения). [c.68]

Процессы кристаллизации изображены кривыми охлаждения. Чистые металлы медь (Си) и никель (Ni) кристаллизуются при постоянных температл-рах (соответственно 1083 и 1455 С), число степеней свободы С = 0. Все сплавь[ системы кристаллизуются в интервале температур и С = 1 (К = 2, Ф = 2). Жидкая фаза кристаллизуется в однофазной а-твердый раствор. [c.38]

Так как в процессе кристаллизации выделяется скрытая теплота кристаллизации, а при расплавлении металла поглощается теплота плавления, эти процессы осуществляются при постоянной температуре горизонтальные площадки на кривых охлаждения и нагрева). Многие металлы обладают большой склонностью к переохлаждению. Поэтому у таких металлов в первый период криста г-лизации вследствие бурного выделения скрытой теплоты кристаллизации наблюдается подъем температуры ( седловина на кр 1вой 3). Движущей силой кристаллизации [c.46]

Первая остановка (точки Ас и ЛГг) наблюдается как на кривой нагрева, так и на кривой охлаждения при температуре 768° С и соответствует переходу железа из магнитного состояния (а-железо) в немагнитное (Р-железо) без изменения кристаллического строения металла. Ре , и Ре имеют одинаковую элементарную кристаллическую рещётку—объёмно-центрированного куба с параметром, равным 2,86-10" сд . [c.319]

Кривые охлаждения слитков стали марки Х18Н9Т массой 42 и 24 т приведены на рис. 67. Для плавочпого контроля металла при отливке таких крупных слитков [c.252]

Кварцевые и стеклянные тигли. Во многих ранних работах, в которых снимались кривые охлаждения, применялись тигли из твердого стекла. Позднее стекло было заменено кварцем, после того как он стал техническим материалом. Для исследования металлов с относительно низкой температурой плавления эти материалы часто оказываются пригодными. Так, многие из легкоплавких сплавов щелочных металлов могут быть распл)авлены в стеклянных сосудах без заметного загрязнения, стекло становится темным из-за образования слоя силицида или сил1иката с высокой температурой плавления, который может препятствовать дальнейшему взаимодействию расплавленного металла и стекла. Наоборот, сплавы алюминия не могут расплавляться в стеклянных или кварцевых тиглях без заметного загрязнения. В общем случае вопрос о пригодноси [c.82]

В действительности образованию центров кристаллизации обычно, способствуют присутствующие примеси или стенки сосуда, в котором находится металл. Если исключить влияние инородных зародышей, то образование центров кристаллизации явится результатом флюктуаций свободной энергии в жидкости. Турнбулл [75] недавно показал, что таким образом все металлы можно переохладить приблизительно на 18% от температуры плавления (по абсолютной шкале). Поэтому для того, чтобы кривая охлаждения указывала истинную равновесную точку затвердевания сплава надо предотвратить переохлаждение. В большинстве металлических систем это условие может быть просто обеспечено уменьшением скорости охлаждения, но если этого, как и в случае олова, недостаточно, может оказаться необходимым вызывать кристаллизацию введением в жидкость маленьких частиц твердого вещества. [c.121]

До сих пор мы рассматривали кривые охлаждения чистых металлов или спл)авов, которые затвердевают при постоянной температуре. При снятии кривых нагрева чистых металлов на кривой также обнаруживается остановка, связанная с поглощением теплоты при расплавлении. В идеальных условиях кривая нагрева должна иметь вид, как на рис. 64, / но вследствие того, что твердая фаза не может быть размещана, возрастает опасность вл)ияния температурного градиента, так что на практике начало остановки на кривой нагрева оказывается менее острым, чем на кривой охлаждения (рис. 64, II) однако при медленном нагреве этот эффект очень мал. Наоборот, конец остановки на кривой нагрева может быть более острым, чем на кривой охлаждения, так как конец остановки целиком соответствует жидкому сплаву, в котором конвекционные токи производят перемешивание. Влияние толщины и теплоемкости чехла термопары на остановки кривой нагрева такое же, как при снятии кривых охлаждения однако здесь нет эффекта перенагрева , аналогичного переохлаждению, так как жидкая фаза появляется всегда, как только достигнута температура плавления. [c.125]

Горизонтальный участок на кривой нагрева такого типа, как на рис. 64, //, дает истинную точку затвердевания металла и должен соответствовать горизонтальному участку на кривой охлаждения рис. 61, HI. Сравнение таких кривых нагрева и охлаждения является полезным контролем точности экспери-меать (см. главу 19). [c.125]

В некоторых случаях, когда остановки ясно не выявляются, пивышение точности может быть достигнуто построением чфференциальной кривой охлаждения. С этой целью тигель с изучаемым сплавом помещают рядом с блоком такого металла, который в рассматриваемом температурном интервале НС претерпевает превращения. Можно также поместить тигель внутри толстостенного циливдра из металла эталона. Для измерения применяется дифференциальная термопара, состоящая из двух спаев, соединенных так, что их э. д. с. направл1е-ны навстречу друг другу. Один спай погружают в расплавленный сплав, а другой вводят в отверстие, высверленное в эталоне. При соответствующем устройстве печи и отсутствии пре- [c.141]

Независимо от метода записи кривых охлаждения исследуемые образцы во всех случаях должны быть проанализированы на все составляюшле элементы. Это необходимо для того,, чтобы обеспечить контроль чистоты сплавов. Если аналитическая сумма падает ниже 99,95%, то должен быть произведен анализ на загрязняющие элементы. В некоторых работах бывает необходимо добиваться суммы по крайней мере 99,99%. Это условие особенно желательно для сплавов переходных элементов, в которых следы кислорода, азота, углерода или кремния могут вызывать заметные изменения структуры сплава. Подобные предосторожности необходимо предусмотреть также для химически активных металлов, например щелочноземельных, температура затвердевания которых значительно понижается в присутствии азота. В таких случаях следует подчеркнуть значение анализа слитка на все составляющие металлы, так как б литературе имеется много примеров, когда ошибки получались из-за того, что процентное содержание металла вычислялось по разности. [c.154]

В некоторых системах, где металшы не летучи, можно снимать кривые охлаждения с образцов при таком небольшом загрязнении или изменении состава, чтобы состав сплава, соответствующий точке остановки, мог быть вычислен непосредственно по навескам сплавляемых металлов. Конечно, этот метод должен быгь подтвержден анализом пробных слитков, и если, он правилен, то он наиболее прост и имеет много преимуществ в сравнении с некоторыми другими методами, которые описываются ниже. [c.154]

Другой метод контроля, применимый для относитеЛ ЬНо стабильных сплавов, заключается в следующем. Расплавленный металл медленно охлаждают вместе с печью до температуры приблизительно на 30° выше предполагаемой точки ликвидуса. По достижении такой температуры тигель быстро удаляют из печи и маленькую порцию металла отл Ивают в изложницу после этого тигель сразу же возвращают в печь и продолжают снимать кривую охлаждения. На практике время между отливкой пробного слитка и точкой остановки может быть уменьшено до нескольких минут, и изменение состава за этот период весьма мало. Этот метод имеет преимущество, заключающееся в том, что слитки получаются такого же состава, какой был при снятии кривой охлаждения. Таким образом, одна и та же серия анализов может служить и для определения точек ликвидуса, и дл я изучения образцов, применяемых для исследований, связанных с процессом отжига. При отливке образцов для анализов необходимо следить, чтобы металл был хорошо перемешан. [c.155]

Если металл мало летуч и слабо подвержен загрязнению, то слиток сплава, кривая охлаждения которого снималась, следует подготовить к исследованию под микроскопом, а затем растворить для определения состава. Микроскопическое исследование слитков может дать очень полезные сведения. Эта возможность должна быть обязательно использована при исследовании новой системы. Для химического анализа важно использовать весь слиток, потому что в медленно охл ажден-ном образце заметно проявляется ликвация, и анализы небольших порций могут дать результаты, вводящие в заблуждение. Это особенно проявляется при изучении сплавов с широкой областью затвердевания, ограниченной эвтектикой. После медленного охлаждения таких сплавов образовавшаяся эвтектика может присутствовать в относительно немногих, но больших участках. Когда необходимо получить самую высокую точность, иногда нет смысла проводить микроскопическое исследование слитков, с которых снимались кривые охлаждения. Это объясняется тем, что металл, израсходованный на разрезку и шлифовку, 1Кюжет вследствие сегрегации иметь другой [c.155]

При работе методом экстрагирования иногда можно преодолеть трудности, вызываемые летучестью компонентов сплава. Так, при исследовании спл1авов, богатых серебром, и сплавов серебро-кадмий Юм-Розери и Рейнольдс нашли, что в.ыше 900° потери кадмия очень велики, вследствие чего требуются специальные предосторожности. Однако, работая в строго постоянных условиях, можно получить точные результаты. Для этой цел1И был расплавлен спл1зв и снята кривая охлаждения при постоянных условиях перемешивания, силе тока и т. д. Когда наступала остановка, ток в печи немного увеличивался так, чтобы сплав снова расплавлялся при тех же условиях перемешивания. Во время снятия повторной кривой охлаждения перед началом ожидаемой остановки быстро экстрагировалась маленькая проба, после чего запись кривой продолжалась до начала повторного затвердевания. Обычно вторая точка затвердевания вследствие потери летучего кадмия была на несколько градусов выше, чем первая. Отмечая время, при котором произошли первая и вторая остановки, а также время извлечения образца, можно было вычислить повышение точки затвердевания за 1 мин. в условиях опыта. Это давало возможность делать поправку на небольшие изменения, происходящие между моментом извлечения образца и моментом остановки на второй кривой охлаждения. Таким путем можно было получить точные результаты, несмотря на значительную потерю кадмия вследствие улетучивания. Для более летучих металлов необходимо применять метод работы с герметически закрытыми трубами (глава 18). [c.157]

Для исследования с помощью описанной выше установки целесообразно применять слитки, предварительно переплавленные при энергичном перемешивании. Для этого подходит индукционная печь. Преимущества использования предварительно переплавленного слитка особенно заметны, если компоненты сплава имеют сильно различающиеся точки плавления. В этом случае часто бывает трудно гарантировать, что такие сплавы полностью расплавились в установке, подобной показанной на рис. 90. Нередко маленькие нерасплавленные ку-сочкги металла с более высокой точкой плавления обнаруживаются в сплаве или плавают на его поверхности. В предварительно выплавленном слитке просверливают Отверстия для двух термопарных чехлов, а затем он может быть расплавлен в установке для снятия кривых охлаждения. Кривые охлаждения строят по данным измерений, выполняемых нижней термопарой при неподвижной мешалке 10. [c.171]

По мере достижения точки ликвидуса зажим, находящийся вверху чехла 10, ослабляется под действием положительного давления аргона, создающегося внутри печи, и избыток аргона выходит через отверстие, образовавшееся в верхней части чехла 10. Затем вставляют термопару погружения и продвигают ее в чехол. По двум термопарам поочередно снимают показания до тех пор, пока не наступит устойчивое состояние затем верхнюю термопару вынимают, верх чехла снова герметически закрывают и продолжают запись кривой охлаждения. Таким образом, термопару градуируют в течение нескольких минут остановки в точке ликвидус в точных экспериментальных условиях. Для менее летучих металлов эти предосторож- [c.171]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...