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第05章合金的凝固与结晶剖析
第五章 合金的凝固与结晶 第一节 二元匀晶合金 二、固溶体材料冷却时组织转变 二、固溶体材料冷却时组织转变 三、固溶体材料非平衡冷却 三、固溶体材料非平衡冷却 四、固溶体中溶质的分布 四、固溶体中溶质的分布 四、固溶体中溶质的分布 四、固溶体中溶质的分布 五、成分过冷 五、成分过冷 五、成分过冷 五、成分过冷 五、成分过冷 第二节 二元共晶相图 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 三、典型合金的凝固 三、典型合金的凝固 三、典型合金的凝固 三、典型合金的凝固 四、共晶合金非平衡凝固 四、共晶合金非平衡凝固 四、共晶合金非平衡凝固 第三节 二元包晶相图 二、包晶体转变 二、包晶体转变 二、包晶体转变 二、包晶体转变 三、典型合金的冷却转变 四、非平衡转变组织 第四节 复杂二元相图分析方法 一、相图形式 二、分析方法 二、分析方法 三、相图与材料性能的联系 三、相图与材料性能的联系 四、铁-碳合金相图 相图 组元与基本相 相图介绍 结晶过程及组织 虚线部分相图 第五节 三元合金 三元相图的基本知识 三元匀晶相图 三元系中的三相平衡 5-1 三元相图成分表示方法 等边三角形法 浓度三角形中的特定线 等腰梯形法 直角坐标法 三元相图的基本形状 5-2 三元匀晶相图 三元匀晶相图分析 水平截面图(等温截面) 水平截面图--连接线 水平截面图--柯氏法则 合金的平衡冷却凝固过程 合金的平衡冷却凝固过程 两相平衡成分变化规律 垂直截面图(变温截面) 垂直截面图(变温截面) 垂直截面图内容 5-3 三元系中的三相平衡 三相平衡转变类型 连接三角形 重心法则--条件 重心法则--计算 重心法则--应用 三相区的水平截面 三相平衡区的空间形状 三相平衡区的垂直截面 三相平衡区在成分平面上的投影 三相平衡区在成分平面上的投影 小结 等边三角形法 浓度三角形 等腰三角形法 直角坐标法 三元相图的基本形状 取等边三角形ABC,三个顶点表示三个纯组元;三个边各定为100%,分别代表A-B、B-C、C-A三个二元系的成分;位于三角形内的点代表三元系的成分。 在三角形内任取一点X,由X顺次作平行于三个边的线段xa、xb、xc,如果将三角形的边长定为100%,则有 xa+xb+xc = AB = 100%。可以用xa, xb, xc分别表示组元A、B、C的质量分数。 ①平行于一边的直线上所有点,表示这个边对应顶点的组元含量均相等; ②过一顶点的直线上所有点,表示另两个顶点代表的两组元的含量比为一定值。 在相图的应用时,所作的垂直截面往往过这两类直线。 取等边三角形ABC的一部分,用不同的比例组成等腰梯形。 在三元系中,如果以一个组元为主体,另外两组元的含量较低,例如铸铁中分析的Fe-C-P系,可以采用直角坐标,称直角三角形法。 如图所示,其中一个坐标轴表示B组元的质量分数,另一个坐标轴表示C组元的质量分数,则余下部分就是A组元的分数。在直角坐标中,根据两组元的含量变化范围,可以采用不同比例的刻度。 XA = 100% - XB - XC 以浓度平面为基础,垂直于浓度平面的高度坐标为温度,以此构成的空间图形,空间中任一点代表了系统一固定状态,在图中表示每一状态的相平衡情况,相区之间分界也有二元相图的曲线发展为曲面。如果浓度平面为浓度三角形,则其三元相图为三棱柱体,它的三个侧面为三组元两两组成的二元相图。要认识三元相图,必须熟悉二元相图的所有规律。 相图分析 水平截面图 合金的平衡冷却凝固过程 垂直截面图 三元相图的基本形状 形成条件:三组元在液态和固态都能无限互溶。 空间形貌:三棱柱体的相图,三个侧面为两两组成的三个二元匀晶相图,内部有两个曲面将相图分为三个区间。 点:在三组元的上方有三个点a、b、c分别为三组元的熔点。 曲面:上面的曲面称为液相面,下面的曲面称为固相面。 相区:液相区――液相面之上; 固相区――固相面以下;两相区――液相面和固相面之间包围的区间L+α。 那么m、n、o点必然共一直线,成分为O的合金得到的两平衡相的相对数量比为: 当温度一定,可以在等温截面图上来分析,材料的成分o若处在两相区,这时系统达到平衡(即稳定)状态,平衡的液相成分应在空间的液相面上,在等温截面图的液相线上,同样平衡的固相的成分点在截面图的固相线上,如图中的m、n两点。 连接线上各成分的合金在该温度下平衡的两相成分为连接线两端点的成分。液相线上每一点对应的液体都有固定的固相与之平衡,即在液相线上每一点在固相线上都有一个与之
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