Κατασκευή θερμικού διαγράμματος ισορροπίας διμερούς κράματος Α,Β σύνθετου ευτηκτικού τύπου. Οδηγίες για την κατασκευή του διαγράμματος

Transcript

1 Μεταλλογνωσία Εργασίες μέσα στην τάξη σελίδα 1 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Γ. Δ. ΠΛΑΪΝΑΚΗΣ Εργασία 01 Κατασκευή θερμικού διαγράμματος ισορροπίας διμερούς κράματος Α,Β σύνθετου ευτηκτικού τύπου για την κατασκευή του διαγράμματος 1ο βήμα 2ο βήμα 3ο βήμα Για κάθε διαφορετική περιεκτικότητα κράματος Α - Β κατασκευάζουμε την καμπύλη απόψυξης ( διάγραμμα ς - Χρόνου ) και προσδιορίζουμε τη θερμοκρασία αρχής και τη θερμοκρασία πέρατος της πήξης. Τώρα μαζί με κάθε περιεκτικότητα, έχουμε και δύο αντίστοιχες θερμοκρασίες, άρα δύο σημεία κάθε φορά, τα οποία θα χρησιμεύσουν ώστε να κατασκευάσουμε το θερμικό διάγραμμα ισορροπίας του κράματος. Για κάθε στερεό διάλυμα, από τις ποσότητες των Α και Β βρίσκουμε την % περιεκτικότητα του κράματος σε Β. Έτσι γνωρίζουμε και τα όρια μέσα στα οποία υπάρχει κάθε στερεό διάλυμα. Με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τα δύο προηγούμενα βήματα κατασκευάζουμε το θερμικό διάγραμμα ισορροπίας του κράματος.

2 selida 02 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές για το στερεό διάλυμα 1 Σε δείγμα 100 γραμμαρίων από το συστατικό Α διαλύουμε το συστατικό Β μέχρι να πετύχουμε κορεσμένο στερεό διάλυμα του Β σε Α, σε διάφορες θερμοκρασίες Μάζα του Β Π% Β ( βαθμοί Κελσίου ) ( g ) 0 1,010 1,010 2,041 3,093 6, ,890 8,696 4, ,000 Θα συμπληρώσετε, κάνοντας τους αναγκαίους υπολογισμούς, τα κελιά της στήλης Π % Β. Τα ζεύγη τιμών της 1ης και 3ης στήλης, αργότερα, θα τα τοποθετήσετε στο θερμικό διάγραμμα ισορροπίας, θα τα ενώσετε με μία συνεχή γραμμή και έτσι θα καθορίσετε τα όρια της περιοχής (της φάσης) του στερεού διαλύματος Β σε Α. Page 2

3 selida 03 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές για το στερεό διάλυμα 2 Σε δείγμα 100 γραμμαρίων από το συστατικό Β διαλύουμε το συστατικό Α μέχρι να πετύχουμε κορεσμένο στερεό διάλυμα του Α σε Β, σε διάφορες θερμοκρασίες Μάζα του Α Π% Α Π% Β ( βαθμοί Κελσίου ) ( g ) 0 1,010 1,010 2,041 3,093 6, ,890 8,696 7,527 4, ,000 Θα συμπληρώσετε, κάνοντας τους αναγκαίους υπολογισμούς, τα κελιά της στήλης Π % Α και Π % Β. Τα ζεύγη τιμών της 1ης και 4ης στήλης, αργότερα, θα τα τοποθετήσετε στο θερμικό διάγραμμα ισορροπίας, θα τα ενώσετε με μία συνεχή γραμμή και έτσι θα καθορίσετε τα όρια της περιοχής (της φάσης) του στερεού διαλύματος Α σε Β. Page 3

4 selida 04 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 00% Τιμές για "κράμα" με 0 % Β Θα χαράξετε την καμπύλη απόψυξης και από αυτή θα προσδιορίσετε τις θερμοκρασίες αρχής και πέρατος στερεοποίησης Τι συμπεραίνετε από τη μορφή της ;Το συμπέρασμα αυτό το περιμένατε ή όχι ; Να αιτιολογήσετε την άποψή σας. 1 Καμπύλη απόψυξης με 0 % Β Page 4

5 selida 05 σύνθετου ευτηκτικού τύπου τιμές 10% Τιμές για κράμα με 10 % Β Όπως για την καμπύλη 0%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 10 % Β Page 5

6 selida 06 Γ. Δ. ΠΛΑΪΝΑΚΗΣ διμερούς κράμματος Α,Β σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 20% Τιμές για κράμμα με 20 % Β Όπως για την καμπύλη 10%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 20 % Β Page 6

7 selida 07 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Εργασία 01 Κατασκευή θερμικού διαγράμματος ισορροπίας σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 28% Τιμές για κράμμα με 28 % Β (min) ( βαθμοί Κελσίου ) Θα χαράξετε την καμπύλη απόψυξης Από την καμπύλη αυτή θα προσδιορίσετε τις θερμοκρασίες αρχής και πέρατος στερεοποίησης. Τι συμπεραίνετε από τη μορφή της ; Το συμπέρασμα αυτό ήταν αναμενόμενο ή όχι ; Να αιτιολογήσετε την άποψή σας Καμπύλη απόψυξης με 28 % Β 1 Page 7

8 selida 08 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 30% Τιμές για κράμα με 30 % Β , Όπως για την καμπύλη 20%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 30 % Β Page 8

9 selida 09 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 40% Τιμές για κράμα με 40 % Β Όπως για την καμπύλη 30%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 40 % Β Page 9

10 selida 10 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 50% Τιμές για κράμα με 50 % Β Όπως για την καμπύλη 40%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 50 % Β Page 10

11 selida 11 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 60% Τιμές για κράμα με 60 % Β Όπως για την καμπύλη 50%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 60 % Β Page 11

12 selida 12 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 70% Τιμές για κράμα με 70 % Β Όπως για την καμπύλη 60%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 70 % Β Page 12

13 selida 13 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 80% Τιμές για κράμα με 80 % Β Όπως για την καμπύλη 70%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 80 % Β Page 13

14 selida 14 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 90% Τιμές για κράμα με 90 % Β Όπως για την καμπύλη 80%. Γιατί στην καμπύλη απόψυξης, στο τέλος της στερεοποίησης, υπάρχει μικρό οριζόντιο τμήμα ; 1 Καμπύλη απόψυξης με 90 % Β Page 14

15 selida 15 σύνθετου ευτηκτικού τύπου Τιμές 100% Τιμές για κράμα με 100 % Β Όπως για την καμπύλη 90%. 1 Καμπύλη απόψυξης με 100 % Β Page 15

16 selida 16 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Γ. Δ. ΠΛΑΪΝΑΚΗΣ Εργασία 01 Κατασκευή θερμικού διαγράμματος ισορροπίας διμερούς κράματος Α,Β σύνθετου ευτηκτικού τύπου Θερμικό διάγραμμα ισορροπίας σύνθετου ευτηκτικού τύπου ( C ) Π % Β Οδηγία : Εδώ θα κατασκευάσετε το διάγραμμα, με τα στοιχεία που έχετε Page 16

17 selida 17 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Εργασία 02 ΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Χρησιμοποιώντας τις τιμές των παρακάτω μετρήσεων, οι οποίες προέκυψαν από θερμική ανάλυση, να κατασκευάσετε το θερμικό διάγραμμα ισορροπίας του κράμματος, απλού ευτηκτικού τύπου. Π%Β Π%Β Θ αρχής πήξης Θ πέρατος πήξης Στο διάγραμμα που κατασκευάσατε, χρησιμοποιώντας μαρκαδόρο, να χαράξετε τις γραμμές Liquidus ( πράσινη ) και Solidus ( κόκκινη ) και να αναγράψετε σε κάθε περιοχή τη φάση ή τις φάσεις που περιλαμβάνει. Το στερεό αποτελεί μία φάση ή όχι ; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας Page 17

18 selida 18 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Εργασία 03 ΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ - Τύπου στερεού διαλύματος (C ) Θερμικό 0 διάγραμμα ισορροπίας τύπου στερεού διαλύματος Π% Β 1. Στο παραπάνω διάγραμμα να αναφέρετε ποιες είναι και τι δείχνουν : α) η γραμμή ΚΛ (με τα κοίλα προς τα κάτω) β) η γραμμή ΚΛ (με τα κοίλα προς τα άνω) γ) τα σημεία Κ, Λ. 2. Να περιγράψετε την κατάσταση του κράματος στα σημεία με συντεταγμένες : α) Π(10,) β) Ρ(30,) γ) Σ(70,) δ) Τ(20,) ε) Φ(90,) 3. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 50 % που αρχικά βρίσκεται στους 1 C. 4. Να δείξετε πως μεταβάλλονται προοδευτικά : α) η σύσταση του τήγματος β) η σύσταση του στερεού κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης του κράματος με περιεκτικότητα 50 % σε Β. Page 18

19 selida 19 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Εργασία 04 ΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ- Απλού ευτηκτικού τύπου Θ ( C ) Κ Μ Ν Λ Ο Π%Β 1. Στο παραπάνω διάγραμμα να αναφέρετε ποιες είναι και τι δείχνουν : α) η γραμμή ΚΛΜ β) η γραμμή ΚΝΛΟΜ γ) τα σημεία Κ, Λ, Μ. 2. Να περιγράψετε την κατάσταση του κράματος στα σημεία με συντεταγμένες : α) Π(10,) β) Ρ(30,) γ) Σ(70,) δ) Τ(20,) ε) Φ(90,) στ) Χ(90,) ζ) Ψ(60,) 3. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 30 % που αρχικά βρίσκεται στους 1 C. 4. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 80 % που αρχικά βρίσκεται στους C. 5. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 60 % που αρχικά βρίσκεται στους C. 6. Να δείξετε πως μεταβάλλονται προοδευτικά : α) η σύσταση του τήγματος β) η σύσταση του στερεού κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης κράματος με περιεκτικότητα : α) 30 % σε Β β) 80 % σε Β γ) 60 % σε Β. Page 19

20 selida 20 ΜΕΤΑΛΛΟΓΝΩΣΙΑ Εργασία 05 ΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Θ ( C ) Κ Μ Ν Ο Λ Π%Β 1. Στο παραπάνω διάγραμμα να αναφέρετε ποιες είναι και τι δείχνουν : α) η γραμμή ΚΛΜ β) η γραμμή ΚΝΛΟΜ γ) τα σημεία Κ, Λ, Μ, Ν, Ο. 2. Να περιγράψετε την κατάσταση του κράματος στα σημεία με συντεταγμένες : α) Π(10,) β) Ρ(30,) γ) Σ(70,) δ) Τ(40,) ε) Φ(90,) στ) Χ(90,) ζ) Ψ(60,) 3. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 40 % που αρχικά βρίσκεται στους 1 C. 4. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 70 % που αρχικά βρίσκεται στους C. 5. Να περιγράψετε πως στερεοποιείται ένα κράμα με περιεκτικότητα σε Β ίση προς 60 % που αρχικά βρίσκεται στους C. 6. Να δείξετε πως μεταβάλλονται προοδευτικά η σύσταση του τήγματος και η σύσταση του στερεού κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης κράματος με περιεκτικότητα : α) 40 % σε Β β) 70 % σε Β γ) 60 % σε Β. Page 20