LUCRAREA NR

Lucrarea nr. 5___________________________________________________

LUCRAREA NR. 5ANALIZA TERMIC. ANALIZA DILATOMETRIC

1.Analiza termic. Introducere.Pentru cunoaterea modului cum i modific proprietile materialul metalic sub influena unor factori cum ar fi temperatura se folosesc diverse metode, astfel: analiza termic simpl i diferenial, analiza dilatometric simpl i diferenial, analiza magnetic, analiza termogravimetric, etc.Analiza termic este o metod prin care se determin punctele critice ale materialului metalic att la trecerea din stare lichid n stare solid ct i n stare solid.Analiza termic simpl Se utilizeaz atunci cnd efectele termice sunt mari i se bazeaz pe variaii de temperatur, la nclzire sau rcire.Pentru ca msurtorile s fie corecte, viteza de rcire sau nclzire trebuie s fie constant i de valoare mic.Instalaia folosit (fig.51 pg.50 ghid) const din : cuptor electric pentru nclzire, creuzet, termocupl,...........???? metru conform figurii 5.1

Fig.5.1. Schema de principiu a instalaiei pentru analiza termic

Analiza rcirii unui material metalic de la starea lichid pn la cea solid (prin nregistrarea valorilor temperaturilor funcie de timp) duce la obinerea urmtoarelor curbe de rcire ( T= f(t)).a) curba de rcire de tip exponenial .............., unde

?- temperatura n momentul ?

- temperatura iniial a aliajului

- constanta termic a materialului . ?

Fig. 5.2. Curba de rcire fr modificri de stare

rezult c materialul respectiv nu are transformri de stare n domeniul de temperatur analizat b) curba de rcire cu palier (fig.5.3) palierul arat c n material la temperaturarespectiv a avut loc o transformare, la care s-a degajat o cldur lateral de solidificare care compenseaz pierderile de cldur datorit rcirii. Asemenea curbe cu paliere sunt specifice pentru : metale pur, aliaje cu transformri perlitice , eutectice, eutectoide.

Fig. 5.3. Curba de rcire cu palier

c) curb de rcire cu puncte de inflexiune fig. 5.4Aceste puncte de inflexiune arat c materialul cedeaz cldura latent de solidificare, iar aceasta compenseaz parial pierderile de cldur datorit rcirii. Acest tip de curb se ntlnete la aliajele metalice.n general la solidificarea aliajelor metalice pe curba de rcire de form exponenial apar att paliere ct i puncte de inflexiune.

Fig. 5.4. Curb de rcire cu puncte de inflexiuneModul de lucru Se va analiza cu ajutorul analizei termice simple curbele de solidificare pentru un aliaj Pb-Sn i un aliaj Sn-Sb-Cu (aliaj antifriciune pentru cuzinei). Temperaturile se vor nregistra din 5 n 5 secunde .Dup efectuarea analizei termice simple se va explica modul de obinere a unei diagrame de echilibru simple Al-Si folosind curbele de rcire.

Fig. 5.6. Construcia diagramelor de echilibru binare

Analiza termic diferenial Analiza termic diferenial se folosete atunci cnd efectele termice sunt mici i const n msurarea diferenelor de temperatur dintre prob i un etalon. Etalonul trebuie s fie de aceeai greutate ca i proba , dar nu trebuie s aib transformri de faz n intervalul de temperatur analizat .

Pentru msurarea temperaturii se folosesc dou termocule :una obinuit care nregistreaz temperatura probei , iar una diferenial care permite nregistrarea diferenelor de temperatur dintre talon i prob (DT= ). Se traseaz curba de rcire T= f(). Pe curba de rcire cnd se folosete analiza termic diferenial se poate observa c nu apare nici o transformare n prob ct proba i etalonul se gsesc la aceeai temperatur . Cnd proba cedeaz cldura, apare un punct extern i apare totodat o diferen de temperatur dintre prob i etalon (figura 5.5)

Fig. 5.5. Curba termic diferenial

Instalaiile pentru analiza termic diferenial sunt complexe, nclzirea fcndu-se n vid sau atmosfer neutr.

2.Analiza dilatometric Introducere Analiza dilatometric se folosete pentru determinarea punctelor critice de transformare ale materialului la nclzire n stare solid. Ca principiu are la baz variaia coeficientului de dilataie, care la un metal sau aliaj (fr transformri de faze pe intervalul studiat) va avea o variaie liniar.Valoarea coeficientului mediu de dilataie este dat de relaia :

n care este lungimea probei la temperatura

este lungimea probei la temperatura n cazul n care materialul metalic sufer transformri pe curba de dilataie vor aprea inflexiuni a cror amplitudine este proporional cu intensitatea transformrilor ce au loc.Analiza dilatometric simpl Instalaia folosit pentru aceast analiz este compus din : cuptor de nclzire tub ce cuar (sau tub de oel inoxidabil Cr-Ni cu structur austenitic) termocupl tij de cuar traductor de deplasare sistem de nregistrare prob de analizat (vezi figura 5.6)

Fig. 5.6. Schema instalaiei pentru analiza dilatometric simpl

Pentru determinarea exact a valorilor se folosete metoda tangentelor la punctul de inflexiune sau prelungirii poriunii de lucru.

Modul de lucru Pentru o prob din oel nealiat cu compoziia chimic cunoscut, se va obine curba dilatometric simpl i se vor compara temperaturile de transformare cu cele de pe diagrama de echilibru Fe-FexC.

Analiza dilatometric diferenial

Aplicaii ale analizei dilatometrice Cu ajutorul curbelor dilatometrice simple sau difereniale se pot determina:a) coeficientul de dilatare liniar pe un interval de temperatur ;

= Valorile coeficientului vor fi nsoite de temperaturile de referin (Exemplu : reprezint coeficientul de dilatare n intervalul 50-80 C)b) temperaturile critice de nceput i de transformare ;Cunoaterea real a temperaturilor critice de transformare pentru diferitele mrci i arje de oel este necesar pentru aplicarea corect a tratamentelor termice.c) determinarea cantitii de constitueni este proporional cu cantitatea fazei noi aprute.

Fig. 5...Curbe de dilataie pentru etalon i proba de ncercare

Fig. 5..Curba dilatometric diferenial

Fig. 5 ... Curb dilatometric diferenial