Диаграммы состояний

Каждой области диаграммы соответствует одно термодинамически устойчивое состояние. Так, в области, расположенной в нижней части диаграммы системы А1—Н2О (см. рис. 151), наблюдается металлическое состояние; здесь металлический алюминий термодинамически устойчив и не подвержен коррозии.

Крайняя точка кривой (выходящая за пределы диаграммы) соответствует величине коэффициента полусухого трения.

При переменных напряжениях диаграмма предельных напряжений (см. рис. 15.2) характеризует зависимость между средними напряжениями ат и предельными амплитудами оа цикла. Любая точка М внутри этой диаграммы соответствует некоторым значениям от и оа рабочего цикла. Точка С характеризует предельные значения напряжений для этого же цикла. Можно написать

Зависимость перемещения толкателя sa (фх) (рис. 15.4, а) от передаточного отношения механизма характеризуется передаточной диаграммой % (cpj) = Ф (d$2 (qt^/dyj — замкнутой кривой в общем произвольной формы (рис. 15.4, б) в системе координат (ds2 (cp^/dcp,), s2 (фг). Фазе удаления толкателя соответствуют участок диаграммы справа от оси ординат, а фазе возвращения— слева, так как в этих случаях передаточная функция ds9 (cp^/dcpi имеет разные знаки. Каждая точка этой диаграммы соответствует определенному углу поворота ц>1 кулачка. Если принять допустимое для данного типа механизмов значение угла давления ад, то для каждой точки диаграммы по зависимости (15.3) можно определить величины эксцентриситета » и минимального радиуса /•„, соответствующие этому значению. Очевидно, что значение е и ги, обеспечивающие условие а ^ад для всех точек передаточной диаграммы, будут находиться в области между касательными 1 и 11, проведенными под углом ад к участкам графика, характеризующим подъем — dsj ( 0 и опускание — ds2 (cpt)/rf(p, < 0 толкателя Центр вращения кулачка может находиться в любой точке заштрихованной зоны между касательными, а точка О определяет минимально возможные значения ей г0.

На рис. 9.11, а показан закон изменения ускорений поступательно движущегося толкателя. Участок 0—6 диаграммы соответствует фазе удаления, а участок 6—12 — фазе приближения толкателя. На участках 3—9, где ускорение отрицательное, сила инерции толкателя направлена вверх и может явиться причиной нарушения связи толкателя с кулачком. Вес толкателя будет на всех участках 0—12 прижимать ролик к профилю кулачка. При другом расположении толкателя (рис. 9.11, б) вес способствует отрыву толкателя и ролика от профиля кулачка.

Если участок СС1 диаграммы соответствует режиму холостого хода, при котором внешняя нагрузка отсутствует, а участок DDt соответствует наибольшей допустимой нагрузке, то отношение разности (со" — со') экстремальных значений средней угловой скорости к их полусумме1 называется коэффициентом Д неравномерности регулятора. Таким образом, имеем

до деформации ев, выше которой разрыв первого волокна инициирует мгновенное разрушение всей композиции (рис. 3, а). Ниспадающая ветвь диаграммы соответствует процессу вытягивания концов разорвавшихся волокон из матрицы.

Каждой точке диаграммы соответствует температурная критическая точка на кривой охлаждения или нагревания сплава, с соответствующим содержанием компонентов А и В.

Контрольная диаграмма доли брака строится аналогично контрольным диаграммам, используемым в текущем статистическом контроле производства. По оси ординат откладывается процент брака или число бракованных изделий, по оси абсцисс— номера проб или время их взятия. Средняя линия диаграммы соответствует средней величине допустимого брака (или проценту брака), верхняя и нижняя границы — соответственно допустимые пределы пониженного и повышенного качества. Наносятся также контрольные границы. В процессе контроля из каждой предъявленной к приемке партии берется на контроль проба определенного размера и в ней устанавливается доля брака (процент). Полученный процент брака в виде точки наносится на контрольную диаграмму. Выход этих точек за зону контрольных границ свидетельствует о понижении качества. В этом случае необходимо или взятие повторной пробы большего объема, или 100%-ная проверка всей партии. Если повторная проба не обеспечивает качественных требований, то партия бракуется и подвергается рассортировке.

Крайняя точка кривой (выходящая за пределы диаграммы) соответствует величине коэффициента полусухого трения.

ния. Участок А В диаграммы соответствует жидкостному трению, участок АС — полужидкостному. Жидкостное Трение является устойчивой фазой, так как возрастание / на участке АН повышает температуру масла, а это приводит к понижению вязкости, т. е. к уменьшению X на интервале АВ и к последующему уменьшению /. Таким образом режим работы восстанавливается. По тем же соображениям полужидкостное трение является неустойчивой фазой и увеличение / на участке АС приводит к уменьшению X, т. е. к последующему увеличению трения и к перегреву подшипника с большим износом его поверхности.

Рис. 106. Диаграммы состояний с полиморфными превращениями

1 Диаграммы состояний Fe—Мп, см. на рис. 275 и 278.

Рассмотрим некоторые реальные диаграммы состояний железо — легирую-ций элемент.

Диаграммы состояний графически отображают характер и динамику сдвигов состояния сплавов, что связано с изменением их составов, т. е. концентраций составляющих компонентов, температурных и изобарных условий. Они позволяют судить об устойчивых состояниях сплавов (при условии минимума свободной энергии F), поэтому их называют диаграммами равновесия систем.

Суммарная концентрация компонентов сплава составляет 100%. Крайние точки диаграмм соответствуют 100% одного чистого компонента, а промежуточные точки по оси абсцисс — двухкомпонентным системам различной концентрации. Диаграммы состояний строят на основе экспериментальных данных; вначале наносят кривые охлаждения, а затем по точкам остановок и перегибов вследствие тепловых эффектов превращений определяют температуры, соответствующие температурам определенных превращений.

Рассмотрим левую часть диаграммы состояний без перетектичес-кого превращения (рис. 5.4, а).

Рис. 44. Диаграммы состояний систем:

Рис. 132. Диаграммы состояний (часть диаграмм) Nb - О2 (а) и Мо - О2 (б)

Диаграммы состояний строят по кривым охлаждения методом термического анализа для сплавов конкретной концентрации компонентов. По точкам перегиба или площадкам на кривой охлаждения, связанным с тепловыми эффектами превращений, определяют температуры соответствующих превращений. Для двухкомпонентной системы по оси абсцисс откладывается концентрация сплава (сумма концентраций компонентов равна 100%), а по оси ординат - температура.

6 3. ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЙ СИСТЕМ СПЛАВОВ

Пранило фаз. Диаграммы состояний позволяют систематизировать сведения о сплавах, поскольку сплавы можно классифицировать по группам в соответствии с их микроструктурой. Для проверки точности разрабатываемых диаграмм состояния и характеристик сплавов применяют правило фаз Гиббса: число степеней свободы