Wojskowa Akademia Techniczna Wydział Mechatroniki i Lotnictwa
ZAKŁAD WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA WYTWARZANIA I EKSPLOATACJI
Ćwiczenie laboratoryjne Analiza termiczna Prowadzący: mgr inż. Jacek Bożejko
GRUPA
S3X2S1
UCZESTNICY
Patryk Żabochlicki
Tomasz Wojtyra

WSTĘP

1. Informacje ogólne

1. Likwidus - Linia łącząca punkty początku krzepnięcia

2. Solidus - linia łącząca punkty końca krzepnięcia

3. Roztwór stały jest jednorodną fazą, w której atomy metali ją tworzących utworzyły jedną wspólną strukturę krystaliczną o właściwościach typowo metalicznych.

4. Rodzaje roztworów stałych:

• podstawowe,

• wtórne,

• graniczne,

• ciągłe

Roztwór stały jest nazywany roztworem stałym podstawnym, gdy rozpuszczalnikiem jest pierwiastek będący składnikiem stopu. Gdy rozpuszczalnikiem jest faza między metaliczna, roztwór stały nosi nazwę roztworu stałego wtórnego. Roztwory stałe podstawowe zachowują strukturę sieciową taką samą, jak czysty metal rozpuszczalnika. W zależności od zakresu stężenia składnika rozpuszczonego roztwory stałe mogą być podzielone na: graniczne i ciągłe.

Przyczyna przystanków i załamań na krzywych krzepnięcia:

Przystanki i załamania na krzywych krzepnięcia są wynikiem wydzielania utajonego ciepła krzepnięcia

1. Wykres równowagi o całkowitej rozpuszczalności:

1. Wykres o całkowitym braku rozpuszczalności:

1. Wykres o ograniczonej rozpuszczalności:

1. Charakterystyka i zastosowanie stopów Sn-Pb, czystych składników oraz stopów cyny i ołowiu z innymi pierwiastkami

Charakterystyka i zastosowanie stopów Sn-Pb, czystych składników oraz stopów cyny i ołowiu z innymi pierwiastkami

Cyna (Sn)– pierwiastek chemiczny,  metal. Cyna występuje w dwóch odmianach alotropowych. Odmiana α (szara) o sieci regularnej występuje poniżej temperatury 13,2°C. Odmiana β (biała) o sieci tetragonalnej jest trwała powyżej tej temperatury. Temperatura topnienia cyny wynosi 232°C, a wrzenia 2270°C. Gęstość Sn wynosi 7,29g/cm3 Własności mechaniczne cyny są bardzo niskie: Rm = 20 ÷ 30MPa , A10 = 40%, a twardość 5 ÷ 6 HB. Cyny nie można umacniać zgniotowo, gdyż temperatura rekrystalizacji jest poniżej 0°C. Cyna wykazuje dobrą odporność na korozję, szczególnie zaś w środowisku kwasu octowego, tlenu, acetylenu, amoniaku, środków spożywczych oraz wody morskiej.

Ołów (Pb) – pierwiastek chemiczny, metal z bloku p w układzie okresowym. Ołów jest miękkim metalem barwy niebieskawoszarej. Czysty ołów pokrywa się na powietrzu warstwą wodorotlenku i węglanu. Ołów nie wykazujący odmian alotropowych, krystalizuje w sieci regularnej ściennie centrowanej typu A1. Jego gęstość wynosi 11,3g/cm3 właściwości wytrzymałościowe podobnie jak cyny bardzo niskie: Rm = 20MPa, a twardość ok. 3HB. Za to Pb ma bardzo duże własności plastyczne, w tym wydłużenie A ok. 70% oraz przewężenie Z ok. 100%. Wykazuje dużą podatność na pełzanie nawet w temperaturze pokojowej. Cechuje się ponadto dobrą odpornością na korozję w środowisku kwasu siarkowego, rozcieńczonego kwasu solnego oraz rozcieńczonych alkaliów

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z problematyką krzepnięcia i stygnięcia metali i ich stopów, z metodyką tworzenia wykresów równowagi dla stopów metali oraz utrwalenie wiadomości o podstawowych rodzajach wykresów równowagi.

1. Wyniki_pomiarów

*Zbiorcze zestawienie krzywych krzepnięcia:

1. Analiza wyników pomiarów

Próbka nr 1

Podczas badania próbki nr 1 początek przystanku w temp. 180˚C. Przystanek temperaturowy rozpoczął się w 482 sek. naszego doświadczenia i trwał 189 sek.

Skład stopu określony na podstawie rodzaju i temperatury zjawisk to:

Sn – 62 %

Pb – 38 % Pb.

Powierzchnia stopu: Przylega do ścianek, dobrze wypełnia formę, pofałdowana, srebrzysta, szorstka.

Odpowiednik próbki, stosowany w handlu lub stop o składzie najbliższym badanemu: /podać oznaczenie handlowe i skład wynikający z norm oraz temperatury topnienia np. LC30: 29-30% Sn, 71-70% Pb, temperatura topnienia dolna XXX, górna YYY/

Próbka nr 2

Podczas badania próbki nr 1 początek przystanku w temp. 230˚C. Przystanek temperaturowy rozpoczął się w 384 sek. naszego doświadczenia i trwał 186 sek.

Skład stopu określony na podstawie rodzaju i temperatury zjawisk to:

Sn – 100 %

Pb – 0 % Pb.

Powierzchnia stopu: chropowata, srebrzysta nierówna, nie przylega do ścianek

Odpowiednik próbki, stosowany w handlu lub stop o składzie najbliższym badanemu: /podać oznaczenie handlowe i skład wynikający z norm oraz temperatury topnienia np. LC30: 29-30% Sn, 71-70% Pb, temperatura topnienia dolna XXX, górna YYY/

Próbka nr 3

Podczas badania próbki nr 3 początek załamania rozpoczął się w temp. 265˚C a przystanek w temp. 183˚C. Przystanek temperaturowy rozpoczął się w 580 sek. naszego doświadczenia i trwał 64 sek.

Skład stopu określony na podstawie rodzaju i temperatury zjawisk to:

Sn – 25 %

Pb – 75 % Pb.

Powierzchnia stopu: srebrna, lekko odchodzi od ścianek, matowa, równa, chropowata.

Odpowiednik próbki, stosowany w handlu lub stop o składzie najbliższym badanemu: /podać oznaczenie handlowe i skład wynikający z norm oraz temperatury topnienia np. LC30: 29-30% Sn, 71-70% Pb, temperatura topnienia dolna XXX, górna YYY/

Próbka nr 4

Podczas badania próbki nr 4 początek załamania rozpoczął się w temp. 200˚C a przystanku w temp. 183˚C. Przystanek temperaturowy rozpoczął się w 692 sek. naszego doświadczenia i trwał 93 sek.

Skład stopu określony na podstawie rodzaju i temperatury zjawisk to:

Sn – 74 %

Pb – 26 % Pb.

Powierzchnia stopu: srebrzysta, widać ślady krystalizacji, rozproszona, lekko odchodzi od ścianek, powierzchnia pozioma.

Odpowiednik próbki, stosowany w handlu lub stop o składzie najbliższym badanemu: /podać oznaczenie handlowe i skład wynikający z norm oraz temperatury topnienia np. LC30: 29-30% Sn, 71-70% Pb, temperatura topnienia dolna XXX, górna YYY/

Próbka nr 5

Podczas badania próbki numer 5 stwierdzono przystanek w temp 330( stopni celsjusza) Przystanek rozpoczął się w 90 sekundzie naszego doświadczenia i trwał 103sekundy.Do oceny składu stopu przyjęto pierwsze załamanie krzywej krzepnięcia. Skład stopu określony na podstawie rodzaju i temperatury zjawisk to:

Sn – 0 %

Pb – 100 % Pb.

1. Wnioski:

Wyniki które otrzymaliśmy w doświadczeniu róznią sie nieznacznie od nominalnych ponieważ nie dysponowaliśmy odpowiednio dokładnym sprzętem, temperatura pomieszczenia również miała wpływ na wynik jak i pod uwage musimy wziąć nie dokładnosć odczytu oka ludzkiego.
Najdłuższy przystanek temperaturowy stwierdzono dla próbki numer 1 a najkrótszy dla próbki numer 3.

./dokonać próby wyjaśnienia ewentualnych rozbieżności pomiędzy temperaturami nominalnymi a zmierzonymi podczas ćwiczenia, wskazać próbki z najdłuższym i najkrótszym przystankiem/

Przystanki temperaturowe pośredniej długości mają próbki o składzie stopu XXX. Stop nadeutektyczny ma przystanek krótszy/dłuższy od stopu podeutektycznego.
W próbce nr 5 stwierdzono dwa załamania co świadczy o …… Próbka ołowiu miała dłuższy/krótszy przystanek od cyny.