Изотермических процессов

Кинетика фазовых превращений при различных степенях переохлаждения описывается изотермической диаграммой превращения, называемой также С-образной диаграммой превращения (рис. 13.4). Фазовое превращение в условиях непрерывного охлаждения или нагрева подчиняется тем же основным закономерностям, что и изотермическое превращение. Условно превращение при непрерывном изменении температуры можно рассматривать как серию многочисленных изотермических превращений при последовательно меняющихся температурах. Чем быстрее меняется температура, тем меньше успевает образовываться новой фазы при каждой степени переохлаждения. В результате превращение протекает в диапазоне непрерывно изменяющихся температур при большей степени переохлаждения или перегрева, чем изотермическое превращение. В этом случае кинетика фазового превращения описывается анизотермической диаграммой

Рис. 2. Диаграммы кинетики изотермических превращений для стали ШХ15СГ: а —нагрев 840° С (химический состав: 1,02% С; 0,33% Si; 0,36% Мп; 1,41% Сг; 0,20% №); б—нагрев 850° С (химический состав; 0,99% С; 0,55% Si; 1,0% Мп;

Фиг. 47. Кривые изотермических превращений (Наглер и Даудель).

щения (диаграммы изотермических превращений) и представлены для пре-

Рис. 3.17. Диаграмма изотермических превращений сплава Си — Zn — AI; обработка на твердый раствор при 800 С 10 мин (690 °С - ^-превращение): 1 — мартенсит; 2 — мартенсит + a + /3; L lf L j — линии выделения 5 и 95 % а-фазы соответственно

Наиболее важным фактором при обработке является скорость охлаждения после термообработки. При малой скорости охлаждения происходит массивное или бейнитное превращение, в сплавах некоторых составов выделяется а-фаза. На рис. 3.17 показана [6] диаграмма изотермических превращений сплава [% (помассе)]Си — 26 Zn — 4 AI. В этом сплаве скорость выделения а-фазы велика, поэтому при малой скорости охлаждения выделяется а-фаза. При выделении а-фазы содержание AI и Zn в 0-фазе соответственно увеличивается, М$ понижается.

Кинетика превращений Р -* и, и—>- р, а ->- Р -J- -у и v-^P^-a изучалась Нельсоном [143, 144] и Нельсоном и Томасом [145]. Эти исследователи использовали метод вытеснения жидкости для получения кривых нагревания и охлаждения и кривых изотермических реакций, показывающих долю превращенной фазы как функцию времени. По этим данным были построены С-образные кривые температура превращения — длительность превращения (диаграммы изотермических превращений) и представлены для превращений a ->- р, р ->- a, р ->- Y- у-*-Р-»-аиа^»-р-»-уна рис. 3—7 соответственно.

5.2.2. Диаграмма изотермических превращений аустенита. Мартенситное превращение

С целью уяснения характера влияния скорости охлаждения аустенита на строение и свойства получающихся при его распаде продуктов рассмотрим диаграмму его изотермических превращений, т. е. таких превращений, которые происходят при постоянных температурах, лежащих ниже точки Arj.

Рис. 5.1. Диаграмма изотермических превращений аустенита (0,8% С)

Диаграмма изотермических превращений аустенита эвтектоидной стали (0,8% С) имеет простой вид (рис. 5.1). Диаграмма представлена двумя кри-выми (их принято называть С-кри-выми). Она составлена в координатах время — температура изотермической выдержки. Время откладывается в логарифмической шкале (для укорочения последней, так как отсчет ведется в секундах).

КАРНО цикл [по имени франц. физика Н.Л.С. Карно (N.LS. Carnot; 1796-1832)] - обратимый круговой процесс, в к-ром совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту); состоит из последовательно чередующихся двух изотермических процессов и двух адиабатных процессов, осуществляемых с рабочим телом (паром, газом и т.п.). Впервые рассмотрен (1824) в связи с определением кпд тепловых машин. Кпд К.ц. г не зависит от св-в рабочего тела и определяется темп-рами теп-лоотдатчика 7i и теплоприёмника Тг, n. = (7i~7~2)/7i. Кпд любой тепловой машины не может превосходить кпд К.ц. (при тех же Т\ и Т2).

Подставляя значения ql и q
КАРнб ЦИКЛ [по имени франц. физика Н. Л. С. Карно (N. L. S. Carnot; 179B —1832)] — обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических процессов и двух адиабатных процессов. На рис. изображён К. ц., совершаемый идеальным газом (р — давление газа, V — его объём). В процессе 1—1' изотермич. расширения при абсолютной температуре Г, газу сообщается, теплота (Qt > 0), а в процессе 2—2' изотермич. сжатия при абс. темп-ре Т2 < Т, от газа отводится теплота (Qa < 0). Термический кпд ч< К. ц. не зависит от природы рабочего тела (теорема Карно): т]. = 1 — Тг/1\. К. ц. позволяет определить теоретически возможное макс, значение термич. кпд теплового двигателя. Термич. кпд ть любого

Пусть идеальный газ работает по идеальному обратимому циклу, складывающемуся из двух изотермических процессов (рис. 6-7): процесса /—2, в котором газу сообщается тепло от верхнего источника, и процесса 3—4, в котором тепло отводится от газа к нижнему источнику, а также двух процессов, отображаемых в диаграмме s—Т эквидистантными ли-— ниями 2—3 и 4—/, из которых процесс сжатия 2—3 сопровождается отводом тепла от газа,

Для изотермических процессов коэффициент Пуассона должен удовлетворять уравнению (366), т. е. при любом значении температуры

Обращаясь теперь к термореологически сложным материалам (ТСМ), вспомним, что в разд. II, Г рассматривались два типа таких композитов, обозначенные как ТСМ-1 и ТСМ-2. К первому из них по определению относятся материалы, у которых две или несколько фаз в некоторой области изменения температур являются термореологически простыми (ТПМ), но с различными коэффициентами смещения ст. Поведение таких композитов (ТСМ-1) при различных температурах для изотермических процессов исследовалось многими авторами. Например, Халпин [40] рассмотрел композит, состоящий из двух высокоэластичных компонентов с различными температурами стеклования ( — 29 °С и — 75 °С). В работе [30] было изучено поведение двухфазных, относящихся к ТСМ-1 блок-сополимеров при различных постоянных температурах. К сожалению, мне не известны какие-либо исследования для нестационарных температурных режимов. Это особенно сложный случай, ибо здесь не применим принцип соответствия. Правда, выражение механических характеристик композита через характеристики его фаз можно, конечно, получить непосредственно численным решением соответствующих уравнений для каждой истории изменения температуры.

Суммируя вклады в производство энтропии системы от механических, электрохимических и адсорбционных процессов, находим выражение для производства энтропии в единицу времени S при совместном протекании изотермических процессов растворения, пластической деформации и адсорбции:

Суммируя вклады в производство энтропии системы от механических, электрохимических и адсорбционных процессов, находим выражение для производства энтропии в единицу времени S при совместном протекании изотермических процессов растворения, пластической деформации и адсорбции:

Указание: Рассмотрите цикл Карно, изображенный на рис. 3.7 (а^»-&-»-с-к/->-й). Для изотермических процессов QI и Q2 определяются выражением

отсюда для построения на диаграмме кривых с постоянной степенью сухости (х = const) отрезки изобарно-изотермических процессов Ь — с должны быть поделены в одинаковом отношении и через полученные точки пройдёт кривая х = const.

В настоящее время энергомашиностроение не имеет в своем распоряжении изотермических машин сжатия и расширения; все такие машины являются адиабатными. Однако полное исключение изотермических процессов из цикла и замена их адиабатными наряду с отрицательными моментами имеет и положительные. При адиабатных процессах во время расширения и сжатия внешний теплообмен прекращается и передается на изобарные процессы, вследствие чего значительно сокращается внутренний теплообмен, снижается полезная работа цикла и уменьшается его к. п. д. При некоторых условиях внутренний теплообмен может совершенно прекратиться и целиком замениться внешним теплообменом.

Рекомендуем ознакомиться:
Измерений применяют
Измерений проведенных
Измерений результаты
Измерений температуры
Измерениях используют
Измерения электрической
Исследования предельных
Измерения атмосферного
Измерения динамического
Измерения импеданса
Измерения используется
Измерения коэффициента
Измерения концентраций
Измерения локальных
Измерения механических

Меню:

Главная страница Термины