Anonymous
Anonymous asked in 科學工程學 · 1 decade ago

<材料科學>相圖槓桿定律的計算

使用鐵碳平衡相圖

共有三題,請幫我列出 lever rule的計算式。

1.含碳量0.77%

Fe3C及alpha鐵的成分?

2.含碳量0.45%

Pearlite及alpha鐵的成分?

3.含碳量1.22%

Fe3C及pearlite的成分?

謝謝!

Update:

不好意思...

可以請慈悲大師幫我列方程式嗎?

Update 2:

wschang的觀念好像很清晰

不過我不太懂= = 該多看點書了

我們老師上課也沒有講到那麼深

只有給含碳量要我們算出兩相所佔的比率....

反正就是用槓桿定律...分母是全段,分子是對面那段

完全沒有用到溫度

2 Answers

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  • 1 decade ago
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    你的題目有目題,可能再仔細問一下,原因如下:

    以依你所說的LEVEL RULE來計算的話,表示元素在固體內也是很均勻的擴散。沒有所謂的segregation偏析產生。

    Fe3C的成分在相圖中已經很明確:含碳量6.67wt%,鐵為93.33wt%組成的鐵碳化合物,稱為雪明碳鐵Fe3C。而肥粒鐵的成分...鐵碳平衡圖中含碳量最低的鐵稱為純鐵、肥粒鐵,含碳量為0.02wt%。所以肥粒鐵的含碳量為0.02wt%,含鐵為99.98wt%。至於波來鐵....是共析反應是碳的擴散所形成,為平板狀的雪明碳鐵與肥粒鐵所構成,沒有人問波來鐵的成分,因為已經變成所構的組織(它是由二相所構成)。一層是0.02wt%的含碳量的肥粒鐵,一層是6.67wt%含碳的雪明碳鐵.....觀察的也只是波來鐵間距的粗細度(擴散時間長短)。或是整體的波來鐵比例.....

    另外你要問的也許是在高溫時的某一特定溫度的含碳量....這個去用lverl rule你才觀察得出來。如果已經到室溫了....固體擴散均勻....有的也只是波來鐵、肥粒鐵、雪明碳量的固定的組成而已。

    2008-03-16 17:05:34 補充:

    更正一下,肥粒鐵最大固溶碳為0.02wt%。一般低於0.02wt%含碳量的鐵都稱之為肥粒鐵。

    2008-03-16 17:18:55 補充:

    以你說的0.45亞共析鋼為例使用lverl rule

    當900度時,為含碳量0.45的沃斯田鐵相。而當冷卻到780度時,析出的初析肥粒鐵的含碳量約為0.01,而此時沃斯田鐵的含碳量,因為析出的肥粒鐵將原本0.45的碳排出,所以沃斯田鐵的含碳量會上升 lverl rule : 0.01*(0.45-0.01) = X *(X-0.45)

    計算過程如一元二次方程式,計算結果 X = 0.515...(負值不取)。當冷卻下來780度時,初析的肥粒鐵含碳量為0.01時的沃斯田鐵含碳量為0.515wt%)。其他的依此類推。level rule只能給你特定溫度時的含碳量。

    2008-03-16 21:44:21 補充:

    恩,是沒有用到溫度,我說的溫度是最後你想知道的“當時的溫度”,因為不可能只問你常溫時的含碳量,因為常溫時的含碳量已經擴散完全,問這個是沒意思的。二個相所占的比例的確是可以由lvel rule 來反應出來。不過題目就不能像你所問的“Fe3C及α鐵的成分”,而要問當0.45wt%碳含量時,二者所含的比例。...不過pearlite的比例就難說了,因為是肥粒鐵與雪明碳鐵層狀析出,幾乎出來是1:1的....但也有例外,只是說下去太難了,可能不在你的範圍內(看是雪明碳鐵先析出一塊再從表面析出波來鐵,還是先析出肥粒鐵後再從平面上析出波來鐵.....不在你目前的範圍^^。

    2008-03-17 08:18:07 補充:

    書上的方式參考一下:900度0.45C亞共析鋼冷卻下來至750度時,肥粒鐵(Wα)與沃斯田鐵(Wγ)總共的量為1, 。當時的含碳量為(Cα)及(Cγ)。所以方程式為:Wα+Wγ = 1,Cα*Wα + Cγ*Wγ =1*0.45。解出來的聯立方程式Wα= (Cα-0.45)/(Cα-Cγ),Wγ=(0.45-Cγ)/(Cα-Cγ)。

    2008-03-17 08:18:23 補充:

    這應該是你想知道的吧 ^^。這邊沒有給你完整的數值是因為我上面說的:成分都是在計算當下的成分。當題目問說:500度時,就是算500度時的比例,室溫時就是算室溫的比例。而這個Wα指的是肥粒鐵含有的百分比。而肥粒鐵的含碳量在室溫是不變的(理想狀態下)。公式不要死背,要看著相圖說故事才是最正確的。

    Source(s): , 工程材料, 工程材料、物理冶金, 工程材料、物理冶金
  • 鐵碳相平衡圖: 其圖如下...                      

    圖片參考:http://msb.pccu.edu.tw/~s9024140/images/phase%20di...

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    而這張圖需要三件東西來完成它,分別是:

      (a).反應方程式:

           共析反應:γ austenite(0.8wt.%C)→α ferrite(0.02wt.%C)+Fe3C(6.8wt.%C)

    .................(發生在723℃)

    共晶反應: Liquid(4.3wt.%C)→γ austenite(2.0wt.%C)+Fe3C(6.8wt.%C)

    .................(發生在1148℃)

    包晶反應: Liquid(0.5wt.%C)+δ ferrite(0.08wt.%C)→γ austenite(0.15wt.%C)

    .................(發生在1495℃)

    (b).純鐵三個同素異形體:

    1540℃-- δ ferrite--1400℃--γ austenite--910℃--α ferrite

    (c).碳含量之分界:

    0wt.%C--商用純鐵α--0.008wt.%C--鋼--2.0wt.%C--鑄鐵--6.8wt.%C go to top

    以上的資料對大大有幫助

    Source(s): 天之心
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