Провести анализ T–x диаграммы состояния системы Fe – Gd
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Провести анализ T–x диаграммы состояния системы Fe – Gd.
1. Распечатать весь вариант
2. Определить температуры плавления (или распада) компонентов и соединений.
В системе Fe—Gd образуются по перитектическим реакциям два промежуточных соединения Fe17Gd2 и Fe2Gd при 1335 и 1080° С соответственно. При 830 ° С и 88 % (по массе) Gd кристаллизуется эвтектика Fe2Gd + (a-Gd). В интервале концентраций 40—60 % (по массе) Gd наблюдали термические остановки, однако рентгеновские и микроструктурные исследования не дали возможности сделать заключение о существовании в системе еще одного промежуточного соединения.
Соединение Fe17Gd2 имеет структуру типа Ti2Zn17 с периодами решетки а=0,8519 нм, с = 1,2404 нм, с/а = 1,456. Соединение Fe2Gd имеет кубическую структуру типа MgCu2 с периодом а = 0,735 нм.
Добавка гадолиния до 3 % (по массе) повышают температуру полиморфного превращения a-Fe↔y-Fe.
Микротвердость соединения Fe17Gd2 ~5800 МПа, а Fe2Gd — 7000 МПа.
3. Найти трехфазные равновесия, назвать их и сосчитать, сколько равновесий каждого типа.
Для данного сплава характерны 5 участков с равновесием трех фаз. На рисунке 2 данные участки изображены прямыми (T=const) и пронумерованы синим.
1: равновесие фаз ж, δ-Fe, γ-Fe при 1380 0С
2: равновесие фаз ж, γ-Fe и Fe17Gd2 при 1335 0С
4: равновесие фаз ж, δ-Fe, γ-Fe при 1280 0С
5: равновесие фаз Fe17Gd2, γ-Fe и ж при 1155 0С
6: равновесие фаз Fe17Gd2, Fe2Gd и ж при 1080 0С
3: равновесие фаз αFe, γ-Fe и Fe17Gd2 при 932 0С
7: равновесие фаз αFe, Fe2Gd и ж при 845 0С
4. Пронумеровать линии фазовых равновесий и написать для каждой из фаз, какие линии к ней относятся.
4276 7017 5844 2554
Линия Фазы
α-Fe δ-Fe γ-Fe Fe17Gd2 Fe2Gd α-Gd
β-Gd
ж
AB +
+
BC
+ +
+
CD
+
+
DE
+
+
EF
+
+
FG
+
+
GH
+ +
BD
+ +
+
ME
+
+
LF
+ +
+
KJ
+ +
+
HI
+ + +
JI
+ +
+
5. Для состава 30 % (ат.) Gd и температуры 1000 C определить:
Рис. 2
а) какие фазы находятся в равновесии;
В исследуемой точке b находятся в равновесии Fe17Gd2 и Fe3Gd
б) химический состав каждой из фаз;
Fe17Gd2: содержит 28% Gd и 72% Fe
Fe3Gd: содержит 58% Gd и 42% Fe
в) относительное количество фаз по правилу рычага.
Fe17Gd2: ab/ac *100%= (30-28)/(58-28)*100% = 6.7%
Fe3Gd: 100-6.7 = 93.3%
II.ВЫБОР МАТЕРИАЛА
В аппаратуре высокой точности существенное значение имеет отношение максимальной и начальной магнитной проницаемости. Оно должно быть низким. Выбрать и обосновать соответствующий сплав и толщину его листа. Указать необходимые виды термической обработки. Описать общее назначение сплава, способ маркировки, выбранные режимы термической обработки и их влияние на магнитные свойства и структуру сплава, дать определение рассматриваемым магнитным свойствам.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Для изготовления деталей подобного оборудования применяются сплавы с немагнитными свойствами, а именно с низкой магнитной проницаемостью. Магнитная проницаемость — это физическая скалярная величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в данном веществе отличается от индукции магнитного поля в вакууме.
К подобным материалам относятся магнитомягкие материалы.
Магнитомягкими называют ферромагнитные сплавы, характеризуемые высокой магнитной проницаемостью и узкой петлей гистерезиса, вследствие чего им присуща малая коэрцитивная сила (Ηс) в слабых полях. Официальное ограничение конкретных параметров коэрцитивной силы отсутствует, однако по умолчанию считается, что ее верхний предел колеблется в диапазоне 10…12 Э.
Магнитные свойства (в постоянном поле) сплавов данной классификационной группы определяет их химический состав, а также молекулярная структура и текстура после окончательной термообработки. Структурные и текстурные особенности, в свою очередь, во многом зависят от технологии производства.
Однако ряд свойств (в частности, значения намагниченности насыщения* и температуры точки Кюри**) при незначительных изменениях химсостава изменяется в незначительной степени и, как правило, мало зависит от способа изготовления и характера термообработки
. Напротив, данные факторы оказывают существенное воздействие на такие структурно чувствительные свойства, как магнитная проницаемость, коэрцитивная сила и потери на гистерезис. На характеристику данных свойств также влияет химический состав, содержание примесей и неметаллических включений, температуры испытаний, кристаллическая структура (включая сверхструктуру, наведенную анизотропию и ориентацию кристаллов), дефекты кристаллической решетки и напряжений.
В зависимости от величины определяемых общим составом сплава констант анизотропии* и высчитываются характеристики и параметры структурно чувствительных свойств. Именно поэтому в ходе производственного процесса изготовления магнитомягких сплавов существует возможность, применяя определенные технологические приемы, оказывать целенаправленное воздействие на характер структуры, анизотропии (кристаллической или наведенной), объем неметаллических включений и целый ряд других важнейших факторов, достигая необходимого уровня свойств и их сочетания. К подобным технологическим операциям можно отнести, например, выплавку, горячую/холодную прокатку, промежуточную/финишную термообработку и др. Этим в большинстве случаев объясняется строгая регламентация всех этапов технологического процесса, начиная с подбора шихты и вплоть до окончательной термообработки.
К сплавам данной подгруппы относятся следующие основные марки: 79НМ; 79НМУ; 80НХС; 80НХС-ВИ; 76НХД; 76НХД-ВИ; 80НМ; 77НМД; 72НМДХ; 72НМДХ; 77НВ; 80НХ; 83НФ; 81НМА.
Сплавы на ферроникелевой основе, содержащие 70…85% Ni
Заказать работу
на новый заказ в Автор24.
