CURS 4 CURS DE MATERIALE - I BODEA MARIUS

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
D. DINAMICA D.1. Principiul I (principiul inerției)
Advertisements

ENERGIA CINETICA Clasa:a X-a B Elevii:Aron Adina Dinu Mihaela
METALE 3.1. PROPRIETĂŢI FIZICO-CHIMICE MECANICE TEHNOLOGICE
Curs 2 Sef Luc Dr. Petru A. COTFAS
COMPUNEREA VECTORILOR
Fenesan Raluca Cls. : A VII-a A
Ce este un vector ? Un vector este un segment de dreapta orientat
ENERGIA.
Proiect Energia Mecanica Si Energia Electrica
Proiect Energia Mecanica Si Energia Electrica
4.1 Ce sunt reţelele complexe? 4.2 Tipuri de reţele complexe
MASURAREA TEMPERATURII
ATOMUL SI MODELE ATOMICE
Student: Marius Butuc Proiect I.A.C. pentru elevi, clasa a XI-a
Sistemul informaţional economic – sistem cibernetic
Curs 9 Sef Luc Dr. Petru A. COTFAS
Curs 21 Pirometrie optica.
MASURAREA TEMPERATURII
ENERGIA.
Surse termice pentru sudare
UNIVERSITATEA POLITEHNICA TIMIŞOARA
Curs 8 Sef Luc Dr. Petru A. COTFAS
Materiale electrotehnice
Prof.Elena Răducanu,Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Anul I - Biologie Titular curs: Conf. dr. Zoiţa BERINDE
Teorema lui Noether (1918) Simetrie Conservare
4. Carbonizarea la 1500 oC in atmosfera inerta
PROPRIETATI ALE FLUIDELOR
MASURAREA TEMPERATURII
CREŢU MARINELA Grup Şcolar de Arte şi Meserii “ION MINCU”DEVA
Sarcina electrică.
MATERIALE SEMICONDUCTOARE
Dizaharide Dizaharide Grama Andrei Cruceru Robert Cls. 11A.
Curs 9 Materiale optice.
MECANICA este o ramură a fizicii care studiază
G. Gazul ideal G.1. Mărimi ce caracterizează structura materiei
,dar totusi suntem diferite?
Prof. Mureşan Carmen Silvia
COMPUNEREA VECTORILOR
TEOREMA LUI PITAGORA, teorema catetei si teorema inaltimii
Tipuri de legătură chimică:
Cap I. NOŢIUNI DE TERMOCHIMIE
TRANSFORMARILE SIMPLE ALE GAZULUI
H. Hidrostatica H.1. Densitatea. Unități de măsură
PROPRIETATI ALE FLUIDELOR
Profesor Anghelache Dobrescu Maria
UNDE ELECTROMAGNETICE
EFECTE ELECTRONICE IN MOLECULELE COMPUSILOR ORGANICI
Exemple de probleme rezolvate pentru cursul 09 DEEA
Parametrii de repartiţie “s” (scattering parameters)
MATERIALE SEMICONDUCTOARE
Sarcina electrică.
Lentile.
Lucrarea 3 – Indici ecometrici
Cum se măsoară interacţiunea dintre corpuri?
Test.
Curs 6 Sef Luc Dr. Petru A. COTFAS
Reflexia şi refracţia undelor mecanice
Miscarea ondulatorie (Unde)
PROF. DOBROTA GABRIELA –LILIANA
Serban Dana-Maria Grupa: 113B
Familia CMOS Avantaje asupra tehnologiei bipolare:
Aplicatie SL.Dr.ing. Iacob Liviu Scurtu
Aplicatii ale interferentei si difractiei luminii
Aplicaţiile Efectului Joule
FIZICA, CLASA a VII-a Prof. GRAMA ADRIANA
CUPLOARE.
Oferta Determinanţii principali ai ofertei Elasticitatea ofertei
Teoria ciocnirilor si a imprastierii particulelor
Μεταγράφημα παρουσίασης:

CURS 4 CURS DE MATERIALE - I BODEA MARIUS UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ NAPOCA CURS 4 NOŢIUNI DE TERMODINAMICĂ ŞI DE CRISTALIZARE A METALELOR SI ALIAJELOR FACULTATEA DE INGINERIA MATERIALELOR SI A MEDIULUI BODEA MARIUS CURS DE MATERIALE - I

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Etimologic, cuvântul energie vine de la cuvintele din limba greacă“energeia” fiind vorba despre o operaţie, activitate şi “energos” care înseamnă energic, muncitor.   D.p.d.v. fizic, ENERGIA înseamnă capacitatea unui sistem termodinamic de a efectua lucru mecanic în unitatea de timp. Prima lege a termodinamicii declară simplu ca ENERGIA SE CONSERVĂ. Suma totală a energiei într-un sistem izolat rămâne constantă (nu poate fi distrusă sau creată). Suma tuturor formelor microscopice de energie într-un sistem este definită ca ENERGIE INTERNĂ. Energia internă depinde de structura moleculară şi de gradul de activitate molecular. Energia termică este suma energiei interne latente (apare în timpul schimbării fazei unui sistem) şi a energiei interne (energia cinetică a moleculelor cum ar fi translaţia moleculară, rotaţie, vibraţie, translaţia electronilor, spinul şi spinul nuclear).

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Energia internă a unui sistem sau a unui corp este totalul energiei cinetice care este rezultatul mişcărilor de translaţie, rotaţie şi vibraţie a moleculelor şi energia potenţială legată de energia electrică şi vibratorie a atomilor din molecule. Energia interna U: Suma tuturor formelor microscopice de energie dintr-un sistem. Entalpia H: Cantitatea de energie sau lucru mecanic necesar pentru a crea un sistem. Entropia S: O măsură a cantităţii de energie care nu este disponibilă pentru a efectua lucru mecanic (dezordinea dintr-un sistem) Energia liberă Gibbs G este un potenţial termodinamic care măsoară lucrul mecanic „folositor” sau care iniţiază un proces, obţinut dintr-un sistem termodinamic, izoterm, izobar. La solide şi lichide variaţia de volum este foarte mică, prin urmare termenul pV  0. Sistemul termodinamic converge natural catre o stare de echilibru, F=U – TS  minim

Variatia energiei libere la solidificare MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Topirea: Trecerea corpurilor de la stare solidă la stare lichidă (de obicei prin încălzire). Se absoarbe căldura latentă de topire Cristalizarea: Formarea structurii cristaline. Solidificarea materialelor cristaline este determinată de sensul scăderii energiei libere in sistem. Variatia energiei libere la solidificare Când ΔF e suficientă – solidificare → solidificarea se produce nu la T0 ci la o temperatură inferioară (subrăcire).

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Germeni cristalini = particule solide de mici dimensiuni de unde începe procesul de cristalizare Germeni: omogeni grupuri de atomi de aceeasi natură cu topitura, eterogeni particule solide de altă natură (în general ceramică) În procesul de cristalizare se creează o interfaţă între mediul lichid-solid. Acestei suprafeţe de separaţie este asociată o energie liberă. Cu cât creşte cantitativ faza solidă, cu atât creşte proporţional energia liberă asociată suprafeţei de separaţie.

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Procesul cristalizarii are loc in 2 etape: I. Germinarea (formarea germenilor cristalini. Germinare omogena/eterogena) II. Cresterea germenilor cristalini. Prin creşterea germenilor viabili se formează agregatul policristalin – microstructura Raza critică r* reprezintă mărimea minimă a cristalului ce se formează prin gruparea unor atomi în faza lichidă, înainte ca particulele solide formate să crească.

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Prin creşterea germenilor viabili se formează agregatul policristalin – microstructura. De obicei creşterea este dendritică Germeni cristalini particule solide de mici dimensiuni de unde incepe procesul de cristalizare Omogeni: grupuri de atomi de aceeaşi natură cu topitura Eterogeni: particule solide de altă natură (in general ceramică) Germinarea eterogenă este mult mai probabilă decât cea omogenă Sectiune in dendrita

Curba de răcire a unui metal pur MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Histerezis termic dintre curba de racire si cea de incalzire a unui metal pur Curba de răcire a unui metal pur Curba de răcire a unui corp (fară transformări de fază ) - exponenţială

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Puncte critice = temperaturi la care au loc transformări în stare solidă (transformari alotropice) Unele elemente metalice dar şi unele nemetalice, prezintă mai multe tipuri de reţele cristaline. Însuşirile unor elemente de a prezenta reţele cristaline diferite, în diferite intervale de temperatură, poartă denumirea de polimorfism, iar stările respective se numesc stări alotropice.

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Distribuţia temperaturilor în vecinătatea lingotierei şi în metalul turnat Solidificare columnar dendritică Solidificare echiaxial dendritică Solidificare echiaxial non-dendritică

MATERIALE I CRISTALIZAREA METALELOR Elaborarea aliajelor : obţinerea compoziţiei chimice dorite (de obicei în stare topită) Dupa elaborare, aliajele se toarnă in lingotieră → LINGOU 1 – zona graunţilor marginali: răcire foarte rapidă (exterior) structura fină, echiaxială 2 – zona cristalitelor columnare: gradient de temperatură interior (temperatura mare) → exterior (temperatura mai mică) cristalite grosolane, alungite 3 – zona cristalitelor centrale viteza foarte mică de răcire, temperatura relativ uniformă cristalite echiaxiale, grosolane

MATERIALE I DEFECTELE LINGOULUI RETASURA gol rezultat prin contracţia de solidificare superioara în maselota (defect de principiu) centrală (defect accidental) dispersată (defect accidental) Maselota = retasura (superioară) + segregaţia superioară (20-25%) SEGREGAŢIA neomogenitate chimică macroscopică (la nivelul lingoului) microscopică (in interiorul grauntilor cristalini) segregaţia zonară superioară segregaţia zonară inferioară INCLUZIUNILE NEMETALICE particule ceramice exo / endogene incluziuni macroscopice incluziuni microscopice sufluri = incluziuni de gaze ZONE DE MINIMĂ REZISTENŢĂ zone de intâlnire a cristalitelor columnare de pe laturi adiacente

DEFECTELE LINGOULUI

DEFECTELE LINGOULUI Aspectul dirijat de creştere columnară a grăunţilor cristalini, într-un lingou turnat de cupru. Direcţia radială de creştere este orientată după gradientul termic, zona marginală prezintă grăunţi fini (viteză mare de răcire), în interior avem condiţii de răcire mai lentă, grăunţii au timp suficient pentru a creşte în dimensiuni.

METODE DE ÎMBUNĂTĂŢIRE A PERFORMANŢELOR MATERIALELOR METALICE

Oţeluri de granulaţie fină laminate termomecanic Exemplu de procesare controlată a materialelor care conduce la obţinerea unor caracteristici de rezistenţă mecanică şi de procesare avansată a acestora. Proprietăţile de rezistenţă şi de procesare prin diverse tehnologii de fabricaţie depind ESENŢIAL de caracteristicile microstructurale ale materialelor. Finisarea granulaţiei conduce la proprietăţi superioare.

MATERIALE I PRINCIPIU DE LUCRU A UNEI INSTALAŢII DE TURNARE CONTINUĂ

MATERIALE I

MATERIALE I EXEMPLU DE MATERIALE UTILIZATE ÎN INDUSTRIA AUTOMOTIVĂ

MATERIALE I