Реферат на тему Методы расчета диаграмм сплавов

Содержание:

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2
1. Типы диаграмм состояний 3
2. Диаграмма железо-углерод 7
3. Методы расчета диаграмм сплавов 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 18

Введение:

Фазовая диаграмма в физической химии, технике, минералогии и материаловедении — это тип диаграммы, используемый для отображения условий (давления, температуры, объема и т. д.), при которых возникают термодинамически различные фазы (такие как твердое, жидкое или газообразное состояния) и сосуществовать в равновесии.
Общими компонентами фазовой диаграммы являются линии равновесия или фазовые границы, которые относятся к линиям, что обозначают условия, при которых несколько фаз могут сосуществовать в равновесии. Фазовые переходы происходят вдоль линий равновесия.
Тройные точки — это точки на фазовых диаграммах, где пересекаются линии равновесия. Тройные точки обозначают условия, при которых три разные фазы могут сосуществовать. Например, диаграмма фазовой фазы воды имеет тройную точку, соответствующую одной температуре и давлению, при которых твердая, жидкая и газообразная вода могут сосуществовать в стабильном равновесии (273,16 К и парциальное давление пара 611,657 Па).
Солидус — это температура, ниже которой вещество стабильно в твердом состоянии. Ликвидус — это температура, выше которой вещество стабильно в жидком состоянии. Может быть разрыв между солидусом и ликвидусом; в промежутке вещество состоит из смеси кристаллов и жидкости (например, «суспензия»).
Рабочие жидкости часто классифицируются на основе формы их фазовой диаграммы.

Заключение:

В работе рассмотрены особенности диаграмм состояния, методы их построения, а также рассмотрены примеры конкретных диаграмм сплавов.
Таким образом в науке могут быть построены сложные типы фазовых диаграмм, особенно когда присутствует более одного чистого компонента.
В этом случае концентрация становится важной переменной. Можно построить фазовые диаграммы с более чем двумя измерениями, которые показывают влияние более чем двух переменных на фазу вещества. Фазовые диаграммы могут использовать другие переменные в дополнение или вместо температуры, давления и состава, например, напряженность приложенного электрического или магнитного поля, и они могут также включать вещества, которые принимают более чем только три состояния вещества.
Тому примером является фазовая диаграмма железо-карбид железа (Fe-Fe3C). Процент присутствующего углерода и температура определяют фазу углеродистого сплава железа и, следовательно, его физические характеристики и механические свойства. Процент углерода определяет тип железного сплава: железо, сталь или чугун.
Фазовая диаграмма одного типа отображает температуру относительно относительных концентраций двух веществ в бинарной смеси, называемой бинарной фазовой диаграммой, как показано справа. Такая смесь может быть твердым раствором, эвтектическим или перитектическим, среди прочего.
Эти два типа смесей дают очень разные графики. Другим типом бинарной фазовой диаграммы является диаграмма точки кипения для смеси двух компонентов, т.е. е. химические соединения. Для двух конкретных летучих компонентов при определенном давлении, таком как атмосферное давление, диаграмма температур кипения показывает, какие составы пара (газа) находятся в равновесии с данными жидкими составами в зависимости от температуры.

Фрагмент текста работы:

1. Типы диаграмм состояний

Простейшими фазовыми диаграммами являются диаграммы давления и температуры одного простого вещества, такого как вода. Оси соответствуют давлению и температуре. На фазовой диаграмме в пространстве давление-температура показаны линии равновесия или межфазные границы между тремя фазами: твердым, жидким и газообразным.
Кривые на фазовой диаграмме показывают точки, в которых свободная энергия (и другие производные свойства) становится неаналитической: их производные по координатам (температура и давление в этом примере) изменяются прерывисто (резко). Например, теплоемкость контейнера, заполненного льдом, резко изменится, когда контейнер нагреется выше точки плавления. Открытые пространства, где свободная энергия является аналитической, соответствуют однофазным областям. Однофазные области разделены линиями неаналитического поведения, где происходят фазовые переходы, которые называются фазовыми границами.
На диаграмме справа фазовая граница между жидкостью и газом не продолжается бесконечно. Вместо этого он заканчивается в точке на фазовой диаграмме, называемой критической точкой. Это отражает тот факт, что при чрезвычайно высоких температурах и давлениях жидкая и газообразная фазы становятся неразличимыми в так называемой сверхкритической жидкости.
В воде критическая точка возникает при температуре около 647,096 К (373,946 °C), pc = 22,064 МПа (217,75 атм) и ρc = 356 кг / м³.
Существование критической точки жидкость-газ показывает небольшую неоднозначность в маркировке однофазных областей. При переходе от жидкой к газообразной фазе обычно пересекают фазовую границу, но можно выбрать путь, который никогда не пересекает границу, перейдя справа от критической точки. Таким образом, жидкая и газообразная фазы могут непрерывно смешиваться друг с другом. Граница твердой и жидкой фаз может заканчиваться в критической точке только в том случае, если твердая и жидкая фазы имеют одинаковую группу симметрии.
Для большинства веществ фазовая граница твердое тело-жидкость (или кривая плавления) на фазовой диаграмме имеет положительный наклон, поэтому температура плавления увеличивается с ростом давления. Это верно всякий раз, когда твердая фаза плотнее, чем жидкая.