材料科学导论-第7章2课程.ppt

相图分析 液相线 固相线 固溶线 结晶过程 计算包晶反应时的相对含量 * 两组元A、B，在液态可无限互溶 固态只能部分互溶 甚至完全不溶。 两组元的混合物使合金的熔点比各组元低， 液相线从两端纯组元向中间凹下,两条液相线的交点所对应的温度称为共晶温度。 2. 共晶相图(Eutectic phase diagram ) 具有一个低共熔点的相图 简单共晶相图 L A+B A B L+A L+B wB% 两组元完全不溶 典型二元共晶相图 有限互溶 1）相图分析 L α β α+β L+α L+β 液相线 液相线 固相线 固相线 固溶线 固溶线 固溶线 固溶线 固溶线 α B原子溶入A基体中形成的固溶体 β A原子溶入B基体中形成的固溶体 固溶线，固溶度曲线：反映不同温度时的溶解度变化。 L α β α+β L+α L+β 共晶转变 ？ 二、发生共晶反应的合金的结晶 Pb-Sn、Al-Si、Ag-Cu合金具有共晶相图。 Pb-Sn合金相图中有三个单相区: L：Pb与Sn形成的液溶体 α：Sn溶于Pb中的有限固溶体 β：Pb溶于Sn中的有限固溶体 三个双相区：L+α、L+β、α+β ??? 一条L+α+β三相共存线(水平线cde )。 这种相图称共晶相图。 Pb-Sn合金相图 d点为共晶点, 表示d点成分(共晶成分)的液相合金冷却到d点温度(共晶温度)时, 共同结晶出c点成分的α相和e 点成分的 β相。? Ld→(αc+βe)　 共晶反应：一种液相在恒温下同时结晶出两种 固相的反应，生成的两相混合物叫共晶体。 发生共晶反应时三相共存, 三相各自成分确定, 恒温进行。 Pb-Sn合金相图 水平线cde为共晶反应线, 成分在ce之间的合金平衡结晶时都会发生共晶反应。 cf?线为Sn在Pb中的溶解度线(α相的固溶线)。Sn含量大于f点的合金从高温冷却到室温时, 从α相中析出β相，叫二次β：α→βII。 eg线为Pb在Sn中溶解度线。Sn含量小g点的合金, 冷却过程中同样发生二次结晶, 析出二次α。 1. 合金I的平衡结晶过程 合金室温组织为α+βII 。 其组成相是：f点成分的α相 g点成分的β相。 运用杠杆定律, 两相的质量分数为： 组织组成物可以是单相, 或是两相混合物。 组织组成物? 合金组织中那些具有确定本质, 一定形成机制的特殊形态的组成部分。 合金I的室温组织为α+βII 组织由α和βII 二部分组成, α和βII为组织组成物。 组织组成物α和βII 都为单相组成, 所以组织组成物α、βII的质量分数与组成相α、β的质量分数相等。 2. 合金II(共晶合金)的结晶过程 ???? 合金的室温组织：共晶体(α+β) 组织组成物：(α+β) 组成相：α和β相 共晶合金组织的形态 3. 合金Ⅲ(亚共晶合金)的结晶过程 合金室温组织：初生α+二次β+(α+β)? 组织组成物：α、二次β、(α+β)?? 组成相：α、β 组成相的质量分数为： 过共晶合金(合金Ⅳ)： 位于共晶点右边, 成分在 de之间的合金。 ☆ 练习：分析过共晶合金的结晶过程。 过共晶合金室温组织为: 初生β+二次α+(α+β) 亚共晶合金组织 过共晶合金组织 亚共晶合金和过共晶合金组织 初生α+二次β+(α+β)? 初生β+二次α+(α+β) 2）共晶合金的平衡凝固 合金Ⅰ的冷却曲线及结晶过程 亚共晶合金的冷却曲线及结晶 Cd-Bi二元相图 Pb-Sn相图 分析实例 分析实例 wSn≤19%的合金 二次相或次生相βII 共晶合金 （a）含40%Sn的合金在230℃时。 （b）含40%Sn的合金刚冷却到183℃时。 （c）含40%Sn的合金刚冷却到183℃以下时。 48 15 3）非平衡凝固 三、发生包晶反应的合金的结晶? 　 Pt-Ag、Ag-Sn、Sn-Sb合金具有包晶相图。 Pt-Ag合金相图? Pt-Ag合金相图中存在三种相: L相:Pt与Ag形成的液溶体 α相:Ag溶于Pt中的有限固溶体 β相:Pt溶于Ag中的有限固溶体? e点为包晶点。 e