03第三章二元合金相图及相变.ppt

  1. 1、本文档共127页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
03第三章二元合金相图及相变

第三章 二元合金相图与铁碳合金 本章目录 3.1 二元合金相图的建立及意义 3.2 二元合金相图的基本类型 3.3 合金性能与相图之间的关系 3.4 铁碳合金的基本组织 3.5 Fe-Fe3C相图 3.6 钢铁材料生产简介 3.7 碳钢 合金的结晶过程比纯金属复杂,常用相图进行分析. 相图是用来表示合金系中各合金在缓冷条件下结晶过程的简明图解。又称状态图或平衡图。 合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。 3.1 二元合金相图的建立及意义 几乎所有的相图都是通过实验得到的,最常用的是热分析法。 二元相图的建立步骤为:[以Cu-Ni合金(白铜)为例] 1. 配制不同成分的合金,测出各合金的冷却曲线,找出曲线上的临界点(停歇点或转折点)。 2. 将临界点标在温度-成分坐标中的成分垂线上。 相图中,结晶开始点的连线叫液相线。结晶终了点的连线叫固相线。 杠杆定律 处于两相区的合金,不仅由相图可知道两平衡相的成分,还可用杠杆定律求出两平衡相的相对重量。 现以Cu-Ni合金为例推导杠杆定律: ① 确定两平衡相的成分:设合金成分为x,过x做成 则 QL + Q? =1 QL x1 + Q? x2 =x 解方程组得 因此两相的相对重量百分比为: 上式与力学中的杠杆定律完全相似,因此称之为杠杆定律。即合金在某温度下两平衡相的重量比等于该温度下与各自相区距离较远的成分线段之比。 在杠杆定律中,杠杆的支点是合金的成分,杠杆的端点是所求的两平衡相(或两组织组成物)的成分。 杠杆定律只适用于两相区。 例题(如图) 相图表示了在缓冷条件下不同成分合金的组织随温度变化的规律,是制订熔炼、铸造、热加工及热处理工艺的重要依据。 根据组元数, 分为二元相图、三元相图和多元相图。 3.2 二元合金相图的基本类型 相图由两条线构成,上面是液相线,下面是固相线。 相图被两条线分为三个相区,液相线以上为液相区L ,固相线以下为? 固溶体区,两条线之间为两相共存的两相区(L + ? )。 合金的结晶过程 除纯组元外,其它成分合金结晶过程相似,以Ⅰ合金为例说明。 随温度下降,固溶体重量增加,液相重量减少。同时,液相成分沿液相线变化,固相成分沿固相线变化。 成分变化是通过原子扩散完成的。当合金冷却到t3时,最后一滴L3成分的液体也转变为固溶体,此时固溶体的成分又变回到合金成分?3上来。 液固相线不仅是相区分界线, 也是结晶时两相的成分变化线;匀晶转变是变温转变。 枝晶偏析 合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才能得到成分均匀的固溶体。但实际冷速较快,结晶时固相中的原子来不及扩散,使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素(如Cu-Ni合金中的Ni), 后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素(如Cu-Ni合金中的Cu)。 在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。 不仅与冷速有关,而且与液固相线的间距有关。 冷速越大,液固相线间距越大,枝晶偏析越严重。 枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。 Cu-Ni合金的平衡组织与枝晶偏析组织 2、二元共晶相图 当两组元在液态下完全互溶,在固态下有限互溶,并发生共晶反应时所构成的相图称作共晶相图。 以 Pb-Sn 相图为例进行分析。 ⑴ 相图分析 ① 相:相图中有L、?、? 三种相, ? 是溶质Sn 在 Pb中的固溶体, ? 是溶质Pb在Sn中的固溶体。 ④ 固溶线: 溶解度点的连线称固溶线。相图中的CF、DG线分别为 Sn在 Pb中和 Pb在 Sn中的固溶线。 ⑤ 共晶线:水平线CED叫做共晶线。 在共晶线对应的温度下 (183 ℃) ,E点成分的合金同时结晶出C点成分的 ? 固溶体和D点成分的 ? 固溶体,形成这两个相的机械混合物: LE ? ( ?C + ?D ) 共晶反应的产物,即两相的机械混合物称共晶体或共晶组织。发生共晶反应的温度称共晶温度。代表共晶温度和共晶成分的点称共晶点。 具有共晶成分的合金称共晶合金。共晶线上,凡成分位于共晶点以左的合金称亚共晶合金,位于 ⑵ 合金的结晶过程 ① 含Sn量小于C点合金(Ⅰ合金)的结晶过程 在3点以前为匀晶转变,结晶出单相? 固溶体, 这种直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。 温度降到3点以下, ? 固溶体被Sn过饱和,由于晶格不稳,开始析出(相变过程也称析出)新相—? 相。由已有固相析出的新固相称二次相或次生相。 形成二次相的过程称二次析出, 是固态相变的一种。 由于二次相析出温度较低,一般十分细小。 Ⅰ合金室温组织为? + ?Ⅱ 。 ② 共晶合金(Ⅱ合金)的结晶过程 液态合金冷却到E 点时同时被Pb和Sn饱和, 发生共晶反应:LE ?(?C+?D) 。 析出过程中两相

文档评论(0)

dreamzhangning + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档