2.2二元合金相图.ppt

第五节 二元合金相图 （1）A、B两点是纯铜、纯镍都有一个平台，结晶在恒温下进行（一个临界点） （2）中间的四条曲线都有两个转折点结晶是在一个温度区间进行 （两个临界点）。 （3）将各临界点描绘在温度－成分坐标系中得到图（b）。 三、共晶相图： 1、相图分析 （1）共晶点 C点－－ α相＋β相 （2）共晶线 ECF线－－ LC→αE+ ΒF (3) 固溶线 α固溶体或β固溶体随着温度的下降，溶解度也不断的下降。图中ES线表达了α固溶体溶解度的变化规律，FG线表达了β固溶体溶解度的变化规律。ES、FG线称为固溶线。 α固溶体析出产物是β相，称为二次β相（β1） β固溶体析出产物是α相，称为二次α相（α1） 2、结晶过程分析： （1）共晶成分的合金 C点成分的合金是具有共晶成分的合金。在冷却过程中经过C点时发生共晶反应，生成共晶体。 L→ (α+β) (2)亚共晶成分的合金 E、C点之间成分的合金，称为亚共晶合金。如图合金Ⅱ，在冷却过程中经过1点时结晶出α1相；经过2点时，剩余液相发生共晶反应生成共晶体；继续冷却α1相还会析出βⅡ相。 (3)过共晶成分的合金 C、F点之间成分的合金，称为过共晶合金。如图合金Ⅲ，在冷却过程中经过1点时结晶出β1相；经过2点，剩余液相发生共晶反应生成共晶体；在继续冷却β1相析出αⅡ相，最终组织为β1＋αⅡ ＋(α+β)。 L→L+ β1 → β1 ＋(α+β) → β1＋αⅡ ＋(α+β) （4）无共晶反应的合金 E点左侧和F点右侧的合金在冷却过程中不会发生共晶反应。如图合金Ⅳ冷却至1点时结晶出α1 相,经过2点时全部转变为α1 相,经过3点时,开始析出βⅡ相,即 L→L+α1→ α1 → α1＋ βⅡ §2-4 二元包晶相图 二、包晶合金的平衡结晶过程与室温组织 概括起来，包晶合金平衡结晶过程为： 四、具有共析反应的相图 五、合金力学性能与相图的关系 * 相图：表示在平衡状态下，合金系的相与温度、成分之间关系的图形。（又称状态图，平衡图） 注： 1、平衡状态是指在十分缓慢加热或冷却条件下，参与加热时相的转变或冷却时结晶过程中的各相之间的成分及相对量，均相对稳定所达到的一种平衡。 2、 物系为合金系的情况下，其压力通常视为定值，因此坐标为温度和成分。 一、二元合金相图的建立（以铜镍合金为例） 1、配制一系列不同成分的铜镍合金 2、用热分析法测出各成分的合金冷却曲线。 3、曲线特点： 二、匀晶相图 两组元在液态和固态均能无限互溶时，结晶时发生匀晶转变（即从液相中结晶出成分均匀一致的固溶体)所构成的相图称为二元合金相图。 1、相图分析 液相线之上为液相区，用L表示 液相线与固相线之间是液、固两相，用L+ α 固相线下方为固相区，用α表示 A点为铜的熔点 B点为镍的熔点 以图中K点成分合金为例分析 合金从高温液态缓慢冷却到1点温度时，开始从液相中结晶出α固溶体；随着温度的下降，α相增多，而L相减少；至2点时，结晶过程结束，L相全部转变为α相 2、合金结晶过程分析 注：在结晶过程中，合金处于L+α区时，液相成分随液相线变化，固相成分随固相线变化。 例：K点成分的合金从高温液态缓慢冷却至3点时，其液相部分具有3/点的成分，而固相部分具有3//点的成分。液相与固相的平均成分才是K点的成分。 二元共晶相图：两组元在液态时无限互溶，固态时有限互溶，并发生共晶反应所构成的相图称为二元共晶相图。 共晶反应：是指冷却时由液相同时结晶出两个固相的复合混合物的反应。 共晶体：共晶反应的产物是共晶体。 共晶组织：共晶体的显微组织是共晶组织。 恒温 C 室温组织为α1＋ βⅡ＋(α+β)。 L→L+α1→ α1 ＋(α+β) → α1＋ βⅡ＋(α+β) 1 2 2以下 1 2 2以下 1 2 3 同理，F点右侧的合金在冷却过程中也会有β1 相和αⅡ相生成。最终组织为 β1＋αⅡ 。 什么叫包晶转变？ 合金在冷却到某一温度时，已结晶出的一定成分的固相和它周围尚未结晶的一定成分的液相发生反应结晶出另外一种固相，这就是包晶反应。即： L ? ? ? ? 1、基本概念 一、二元包晶相图分析 许多合金系都具有包晶转变，例如Pt-Ag、Sn-Ag、Cd-Hg、Cu-Zn、Cu-Sn等。Pt-Ag合金相图是一种比较简单的包晶相图，下面以此为例进行分析。 ? L ? 点：D 区： 单相区L、 ?、 ? 双相区L ? ? 、 L + ?、 ?+ ? 线： 液相线APB 固相线ACDB 包晶线CDP L P + ?C ? ?D 固溶度曲线 CE、DF L ? ?