Cilat janë pikat kritike të çelikut

Pikat kritike të çelikut ose pikat Chernoff janë temperatura kritike në të cilat ndodh një ndryshim në gjendjen fazore dhe strukturën e çelikut kur ai nxehet ose ftohet në formë të ngurtë. Themeluar nga Dmitry Konstantinovich Chernov në 1868.

Pikat kritike shënohen me shkronjën A. Pika kritike e poshtme i përgjigjet vijës PSK të diagramit të gjendjes hekur-karbon. Kjo pikë quhet A1 dhe korrespondon me shndërrimin e austenitit në perlit pas ftohjes ose pearlitit në austenit pas ngrohjes. Pika e sipërme kritike quhet A3. Pika kritike A3 për çeliqet hipoeutektoide shtrihet në vijën GS të diagramit hekur-karbon dhe korrespondon me fillimin e reshjeve të ferritit pas ftohjes ose përfundimin e shpërbërjes së tij pas ngrohjes. Pika kritike A3 për çeliqet hipereutektoide shtrihet në vijën SE dhe korrespondon me fillimin e reshjeve dytësore të çimentitit pas ftohjes ose përfundimin e shpërbërjes së tij pas ngrohjes.

Në varësi të faktit nëse pika kritike përcaktohet gjatë ngrohjes ose ftohjes, indeksi "c" i shtohet shkronjës A gjatë ngrohjes (nga fjala franceze chauffage - ngrohje) dhe indeksit "r" (nga fjala franceze refroidissement - ftohje) gjatë ftohjes, duke lënë numrin që karakterizon këtë transformim.

Kështu, për shembull, ngrohja e çelikut hipoeutektoid mbi pikën përkatëse në vijën GS shënohet si ngrohje mbi pikën Ac3. Kur ky çelik ftohet, transformimi i parë duhet të caktohet si Ar3, e dyta (në linjën PSK) - si Ar1. Pika A3 për çeliqet hipereutektoide zakonisht shënohet Acm.

Pika Mn në tabelë tregon temperaturën e fillimit të transformimit martensitik.

Në trajtimin termik të çeliqeve, vlerat e pikës kritike përdoren më shpesh për të përcaktuar temperaturën e ngrohjes për forcim.

Si të zgjidhni temperaturën e ngrohjes për forcim

Për çeliqet hipoeutektoide (përmbajtja e karbonit në çelik është më pak se 0.8%), temperatura e shuarjes zakonisht zgjidhet sipas formulës Ac3+30...50°C. Në praktikë, ka raste kur çeliqet hipoeutektoide ngurtësohen nga diapazoni i temperaturës midis Ac1 dhe Ac3. Në këtë rast, struktura e çelikut do të përbëhet nga martensit dhe ferrit i patretur. Një proces i tillë quhet forcim jo i plotë dhe teorikisht është një martesë. Në praktikë, një skemë e tillë përdoret për të zvogëluar deformimin e pjesëve ose për të eliminuar plasaritjen në çeliqet me aliazh të lartë.

Çeliqet hipereutektoide zakonisht nxehen për t'u forcuar në temperatura Ac1+30...50°C. Pas ngurtësimit, struktura e çelikut do të përbëhet nga martensit dhe çimentit dytësor i patretur, gjë që rrit fortësinë dhe rezistencën ndaj konsumit të produkteve.

pikë kritike

përshkruan gjendjen kritike të materies në diagramet e gjendjes. Pika kritike përfundon, për shembull, kurba e ekuilibrit të fazës lëng-avull në sistemin koordinativ: temperatura T, presioni p.

Pikë kritike

pikë në diagramin e gjendjes që i përgjigjet gjendje kritike. K. t. lëngu ≈ ekuilibri dyfazor ≈ është pika përfundimtare në lakoren e ekuilibrit dhe karakterizohet nga vlera kritike të temperaturës Tk, presionit pk dhe vëllimit Vk (tabela). K.t është rast i veçantë pikë tranzicioni fazor dhe karakterizohet nga një humbje e qëndrueshmërisë termodinamike për sa i përket densitetit ose përbërjes së substancës. Në njërën anë të C. t., substanca është homogjene (zakonisht në T > Tk), dhe nga ana tjetër, ajo ndahet në faza. Për përzierjet ose tretësirat, duhet bërë dallimi midis temperaturës së ekuilibrit të avullit të lëngut ≈ dhe temperaturës së ekuilibrit të fazave përbërje të ndryshme të vendosura në një gjendja e grumbullimit(lëng ≈ lëng, gaz ≈ gaz). Në këtë drejtim, përzierjet (tretësirat) K. t. karakterizohen gjithashtu nga një përqendrim kritik prej cc. Si rezultat i rritjes së numrit të parametrave që përcaktojnë gjendjen e sistemit, përzierjet nuk kanë një temperaturë kritike, por një kurbë kritike, pikat e së cilës ndryshojnë në vlerat e Tk, pk, Vk, dhe xk. Në lagjen K, m vërehen dukuri kritike. Parametrat e pikës kritike lëngu ≈ avulli i disa substancave

Substanca

Oksigjen

dioksid karboni

Etanol)

* 1 amm = 1,01×105 n/m2.

Wikipedia

Pikë kritike

Pikë kritike- term i paqartë:

  • Një pikë kritike është një pikë ku derivati ​​është ose zero ose i papërcaktuar.
  • Pika kritike është temperatura në të cilën të dy fazat janë në ekuilibër.
  • "Pika kritike" - Programi i gazetarisë hulumtuese në kanalin televiziv Ukrainë

Pika kritike (termodinamika)

Temperatura e tranzicionit të fazës kritikeështë vlera e temperaturës në pikën kritike. Mbi temperaturën kritike, gazi nuk mund të kondensohet në asnjë presion.

Pika kritike (matematika)

pikë kritike funksioni i diferencueshëm $f:D\to\R$, ku D- zona në $\R^n$, është pika në të cilën zhduken të gjitha derivatet e saj të pjesshme. Kjo gjendje është ekuivalente me zhdukjen e diferencialit të funksionit në një pikë të caktuar, dhe është gjithashtu ekuivalente me horizontalitetin e hiperplanit tangjent me grafikun e funksionit. Ky kusht është i nevojshëm që një pikë e brendshme e rajonit të jetë një pikë e minimumit ose maksimumit lokal të një funksioni të diferencueshëm.

Vlera e funksionit në pikën kritike quhet kritike. Sipas lemës së Sard-it, grupi i vlerave kritike të çdo funksioni C-smooth $f: \to\R$ ka zero masë Lebesgue (edhe pse mund të ketë po aq pika kritike në këtë rast, për shembull, për funksionin f = constçdo pikë është kritike).

Nocioni i një pike kritike mund të përgjithësohet në rastin e pasqyrimeve të diferencueshme $f:\R^n\to\R^m$, dhe në rastin e pasqyrimeve të diferencueshme të manifoldeve arbitrare f : N → M. Në këtë rast, përkufizimi i një pike kritike është se rangu i matricës jakobiane të hartës f në të është më pak se maksimumi (i barabartë me numrin min ( n, m}).

Pikat kritike të funksioneve dhe hartëzimit luajnë një rol të rëndësishëm në fusha të matematikës si ekuacionet diferenciale, llogaritja e variacioneve, teoria e stabilitetit, si dhe në mekanikë dhe fizikë. Studimi i pikave kritike të pasqyrave të lëmuara është një nga pyetjet kryesore të teorisë së katastrofës.

Nocioni i një pike kritike përgjithësohet edhe në rastin e funksioneve të përcaktuara në hapësira funksionale me dimensione të pafundme. Kërkimi i pikave kritike të funksioneve të tilla është një pjesë e rëndësishme e llogaritjes së variacioneve. Pikat kritike të funksionaleve quhen ekstremale.

Kurba e ekuilibrit fazor (në rrafshin P, T) mund të përfundojë në një pikë (Fig. 16); një pikë e tillë quhet kritike, dhe temperatura dhe presioni që i përgjigjet quhen temperaturë kritike dhe presion kritik. Në temperatura më të larta dhe presione më të larta, nuk ka faza të ndryshme dhe trupi është gjithmonë homogjen.

Mund të thuhet se në pikën kritike diferenca midis dy fazave zhduket. Koncepti i një pike kritike u prezantua për herë të parë nga D. I. Mendeleev (1860).

Në koordinatat T, V, diagrami i ekuilibrit në prani të një pike kritike duket sikur është paraqitur në Fig. 17. Ndërsa temperatura i afrohet vlerës së saj kritike, vëllimet specifike të fazave që janë në ekuilibër me njëra-tjetrën i afrohen njëri-tjetrit dhe në pikën kritike (K në Fig. 17) përputhen. Një diagram në koordinatat Р, V ka një formë të ngjashme.

Në prani të një pike kritike midis çdo dy gjendjesh të materies, mund të bëhet një tranzicion i vazhdueshëm, në të cilin në asnjë moment nuk ndodh ndarja në dy faza - për këtë, gjendja duhet të ndryshojë përgjatë një lakore që mbështjell pikën kritike dhe bën të mos e presë askund kurbën e ekuilibrit. Në këtë kuptim, në prani të një pike kritike, vetë koncepti i fazave të ndryshme bëhet i kushtëzuar dhe është e pamundur në të gjitha rastet të tregohet se cilat gjendje janë një fazë dhe cilat janë një tjetër. Në mënyrë të rreptë, mund të flitet për dy faza vetëm kur të dyja ekzistojnë njëkohësisht, duke prekur njëra-tjetrën, d.m.th., në pikat që shtrihen në kurbën e ekuilibrit.

Është e qartë se një pikë kritike mund të ekzistojë vetëm për faza të tilla, ndryshimi midis të cilave ka vetëm një karakter të pastër sasior. Të tilla janë lëngu dhe gazi, që ndryshojnë nga njëri-tjetri vetëm në një rol më të madh ose më të vogël të ndërveprimit ndërmjet molekulave.

Të njëjtat faza si të lëngshme dhe të ngurta(kristal) ose modifikime të ndryshme kristalore të një lënde janë cilësisht të ndryshme nga njëra-tjetra, pasi ndryshojnë në simetrinë e tyre të brendshme. Është e qartë se çdo veti (element) i simetrisë mund të thuhet vetëm se ekziston ose se nuk ekziston; mund të shfaqet ose të zhduket vetëm menjëherë, befas dhe jo gradualisht. Në çdo gjendje, trupi do të ketë ose njërën ose tjetrën simetri, dhe për këtë arsye është gjithmonë e mundur të tregohet se cilës prej dy fazave i përket. Prandaj, një pikë kritike nuk mund të ekzistojë për faza të tilla, dhe kurba e ekuilibrit ose duhet të shkojë në pafundësi ose të përfundojë, duke u kryqëzuar me kurbat e ekuilibrit të fazave të tjera.

Pika e zakonshme e tranzicionit të fazës nuk paraqet matematikisht një singularitet për sasitë termodinamike të një substance. Në të vërtetë, secila nga fazat mund të ekzistojë (të paktën si një metastabile) në anën tjetër të pikës së tranzicionit; pabarazitë termodinamike nuk cenohen në këtë pikë. Në pikën e tranzicionit potencialet kimike të dyja fazat janë të barabarta me njëra-tjetrën: ; për secilin prej funksioneve, kjo pikë nuk është e dukshme.

Le të përshkruajmë në rrafshin P, V çdo izotermi të lëngut dhe gazit, d.m.th., lakoren e varësisë së P nga V gjatë zgjerimit izotermik të një trupi homogjen në fig. tetëmbëdhjetë). Sipas pabarazisë termodinamike, ekziston një funksion në rënie V. Një pjerrësi e tillë e izotermave duhet të vazhdojë edhe për njëfarë distance përtej pikave të kryqëzimit të tyre me kurbën e ekuilibrit të lëngut dhe gazit (pikat b dhe seksionet e izotermave korrespondojnë me metastabile lëng i mbinxehur dhe avulli i mbiftohur, në të cilin ende vërehen pabarazitë termodinamike (ndryshimi izotermik plotësisht ekuilibër i gjendjes ndërmjet pikave b, natyrisht, nuk korrespondon me një segment horizontal në të cilin ndodh ndarja në dy faza).

Nëse marrim parasysh se pikat kanë të njëjtën ordinatë P, atëherë është e qartë se të dyja pjesët e izotermës nuk mund të hyjnë në njëra-tjetrën në mënyrë të vazhdueshme dhe duhet të ketë një hendek midis tyre. Izotermat përfundojnë në pikat (c dhe d) në të cilat shkelet pabarazia termodinamike, d.m.th.

Pasi kemi ndërtuar vendndodhjen e pikave fundore të izotermave të lëngëta dhe gazit, marrim lakoren AKB, mbi të cilën shkelen pabarazitë termodinamike (për një trup homogjen); ai kufizon rajonin në të cilin trupi në asnjë rrethanë nuk mund të ekzistojë si homogjen. Rajonet ndërmjet kësaj kurbë dhe kurbës së ekuilibrit të fazës korrespondojnë me lëngun e mbinxehur dhe avullin e tepërt të ftohur. Natyrisht, në pikën kritike, të dyja kthesat duhet të prekin njëra-tjetrën. Nga pikat që shtrihen në vetë lakoren AKB, vetëm pika kritike K korrespondon me gjendjet reale ekzistuese të një trupi homogjen - e vetmja në të cilën kjo kurbë vjen në kontakt me rajonin e gjendjeve homogjene të qëndrueshme.

Në ndryshim nga pikat e zakonshme të ekuilibrit fazor, pika kritike është matematikisht një pikë singulare për funksionet termodinamike të materies (e njëjta gjë vlen edhe për të gjithë kurbën AQW, e cila kufizon rajonin e ekzistencës së gjendjeve homogjene të trupit). Natyra e këtij singulariteti dhe sjellja e materies pranë pikës kritike do të shqyrtohen në § 153.