Построить диаграмму для системы свинец-сурьма. Изобразить линию сплава, в котором содержится 40% Pb и 60% Sb. Построить кривую охлаждения для данного сплава, указав фазовые превращения и определив степень свободы по правилу фаз.
Для построения диаграммы системы свинец-сурьма и ответа на данный вопрос, необходимо учесть следующие моменты.
1. Определение фаз:
- Фаза - это однородная часть вещества или системы, имеющая определенные физические и химические свойства.
- Фазовое превращение - изменение структуры и свойств материала при изменении температуры и/или давления.
2. Фазовые диаграммы:
- Фазовая диаграмма - это графическое представление состояний вещества (фазы) в зависимости от температуры и состава.
- На диаграмме отображаются линии, разделяющие различные фазы, и точки, обозначающие условия перехода между фазами.
3. Правило фаз:
- Правило фаз относится к системам состава с большим числом компонентов, таким образом, система Pb-Sb будет иметь два компонента - свинец (Pb) и сурьма (Sb).
- Правило фаз гласит, что в окончательном равновесном состоянии фазы (солидная, жидкая или газообразная) в системе будут определяться количеством расчетных переменных, равным числу компонентов системы.
Теперь перейдем к построению диаграммы и решению задачи.
1. Построение диаграммы:
- Для построения диаграммы системы Pb-Sb необходимо определить существующие фазы и линии перехода между ними.
- Исходные данные для данной задачи: сплав содержит 40% Pb и 60% Sb.
- Данный сплав можно представить на диаграмме в виде точки, расположенной на линии, где 40% от общего количества точек принадлежит составу Pb, а 60% - составу Sb.
2. Кривая охлаждения и фазовые превращения:
- Кривая охлаждения - это график зависимости температуры от времени при охлаждении сплава.
- Фазовые превращения будут происходить на определенных участках кривой охлаждения.
- В данной задаче будут происходить следующие фазовые превращения:
1) Таяние и затвердевание свинца (Pb):
- Точка плавления свинца составляет 327.5°C.
- Поэтому на кривой охлаждения превращение будет происходить при снижении температуры до 327.5°C, когда сплав переходит из жидкой фазы (сплав Pb-Sb) в солидную фазу (свинец).
2) Таяние и затвердевание сурьмы (Sb):
- Точка плавления сурьмы составляет 630.7°C.
- Поэтому на кривой охлаждения превращение будет происходить при снижении температуры до 630.7°C, когда сплав переходит из жидкой фазы (сплав Pb-Sb) в солидную фазу (сурьма).
3. Определение степени свободы по правилу фаз:
- Система Pb-Sb содержит два компонента (Pb и Sb).
- Правило фаз говорит, что количество расчетных переменных (компоненты системы) равно числу фаз, находящихся в равновесии.
- В данном случае, при плавлении, происходит переход из жидкой фазы (сплав Pb-Sb) в две солидные фазы (Pb и Sb).
- Получается, что у нас есть два компонента (Pb и Sb) и три фазы (жидкий сплав Pb-Sb, солидный Pb и солидный Sb).
- Следовательно, по правилу фаз, степень свободы равна нулю.
Таким образом, на кривой охлаждения будут обозначены точки таяния и затвердевания свинца (Pb) и сурьмы (Sb). Степень свободы в данной системе равна нулю по правилу фаз, так как имеется два компонента (Pb и Sb) и три фазы (жидкий сплав Pb-Sb, солидный Pb и солидный Sb).
1. Определение фаз:
- Фаза - это однородная часть вещества или системы, имеющая определенные физические и химические свойства.
- Фазовое превращение - изменение структуры и свойств материала при изменении температуры и/или давления.
2. Фазовые диаграммы:
- Фазовая диаграмма - это графическое представление состояний вещества (фазы) в зависимости от температуры и состава.
- На диаграмме отображаются линии, разделяющие различные фазы, и точки, обозначающие условия перехода между фазами.
3. Правило фаз:
- Правило фаз относится к системам состава с большим числом компонентов, таким образом, система Pb-Sb будет иметь два компонента - свинец (Pb) и сурьма (Sb).
- Правило фаз гласит, что в окончательном равновесном состоянии фазы (солидная, жидкая или газообразная) в системе будут определяться количеством расчетных переменных, равным числу компонентов системы.
Теперь перейдем к построению диаграммы и решению задачи.
1. Построение диаграммы:
- Для построения диаграммы системы Pb-Sb необходимо определить существующие фазы и линии перехода между ними.
- Исходные данные для данной задачи: сплав содержит 40% Pb и 60% Sb.
- Данный сплав можно представить на диаграмме в виде точки, расположенной на линии, где 40% от общего количества точек принадлежит составу Pb, а 60% - составу Sb.
2. Кривая охлаждения и фазовые превращения:
- Кривая охлаждения - это график зависимости температуры от времени при охлаждении сплава.
- Фазовые превращения будут происходить на определенных участках кривой охлаждения.
- В данной задаче будут происходить следующие фазовые превращения:
1) Таяние и затвердевание свинца (Pb):
- Точка плавления свинца составляет 327.5°C.
- Поэтому на кривой охлаждения превращение будет происходить при снижении температуры до 327.5°C, когда сплав переходит из жидкой фазы (сплав Pb-Sb) в солидную фазу (свинец).
2) Таяние и затвердевание сурьмы (Sb):
- Точка плавления сурьмы составляет 630.7°C.
- Поэтому на кривой охлаждения превращение будет происходить при снижении температуры до 630.7°C, когда сплав переходит из жидкой фазы (сплав Pb-Sb) в солидную фазу (сурьма).
3. Определение степени свободы по правилу фаз:
- Система Pb-Sb содержит два компонента (Pb и Sb).
- Правило фаз говорит, что количество расчетных переменных (компоненты системы) равно числу фаз, находящихся в равновесии.
- В данном случае, при плавлении, происходит переход из жидкой фазы (сплав Pb-Sb) в две солидные фазы (Pb и Sb).
- Получается, что у нас есть два компонента (Pb и Sb) и три фазы (жидкий сплав Pb-Sb, солидный Pb и солидный Sb).
- Следовательно, по правилу фаз, степень свободы равна нулю.
Таким образом, на кривой охлаждения будут обозначены точки таяния и затвердевания свинца (Pb) и сурьмы (Sb). Степень свободы в данной системе равна нулю по правилу фаз, так как имеется два компонента (Pb и Sb) и три фазы (жидкий сплав Pb-Sb, солидный Pb и солидный Sb).