二元相图与合金的凝固.ppt

上节课重点内容 影响扩散程度的因素：温度－成分－结构－其它 反应扩散的定义，特点 接近共析成分的亚共析钢F+P，F以片状包围在P边缘 区分接近共析成分的过共析钢、亚共析钢，可用不同的腐蚀剂： 硝酸酒精侵蚀，F与Fe3CⅡ为白色网状， 苦味酸侵蚀，F3CⅡ为黑色网状，F为白色网状 亚共析钢含碳量=P*0.8% 4、过共析钢(C%=0.77~2.11%) 说明：脆性的渗碳体以网分隔了材料，所以材料的性能特点很脆，工程中使用并不希望出现这种组织。 5、共晶白口铁(C%≈4.3%) 组织转变 L (L＋Ld) Ld L’d L4.3 →(γ2.11 + Fe3C) 称为莱氏体，或高温莱氏体Ld L’d :共晶渗碳+珠光体 +二次渗碳体 外形与莱氏体相似， 称为室温莱氏体 或变态莱氏体。 5、共晶白口铁(C%≈4.3%) 第七节 铁碳合金系相图 之平衡冷却分析 6、亚共晶白口铁(C%=2.11~4.3%) 组织转变 L L＋A A＋Ld A＋Fe3CII＋Ld P＋A＋Fe3CII＋L’d 二、共晶体的形成 第三节 二元共晶相图 过程 成分为E点合金的凝固 二、共晶体的形成 第三节 二元共晶相图 二、共晶体的形成 第三节 二元共晶相图 三、典型合金的凝固 第三节 二元共晶相图 1. 合金IV(成分在E点附近) 特点 在液体中α和β同时具有析出条件，都可以析出。 由于α和β析出过程在成分上可以互相补充和促进，共同析出。 凝固过程可以在恒温下进行到结束。 最终得到两相交替的混合组织。 结论：合金Ⅳ(成分在E点附近) L →α+β 转变发生在TE温度，得到的两项交替分布的组织称为共晶体。 1 1 2 2 3 三、典型合金的凝固 第三节 二元共晶相图 2. 合金Ⅰ(成分在AG之间) L → L+α → α 转变过程完全同固溶体，最后组织为单相固溶体。 3. 合金Ⅱ(成分在GC之间) L → L+α → α→ α+βII 1 1 2 2 3 三、典型合金的凝固 第三节 二元共晶相图 4.合金Ⅲ(成分在CE之间)L → L+α → α初+(L+α+β)→ (α初+ βII)+(α+β)共 在到达TE温度前转变同固溶体的转变,在TE温度下剩余的液体转变同共晶成分E(合金Ⅳ)的转变。 1 1 2 2 3 三、典型合金的凝固 室温下的平衡相 室温下的组织组成物 G X H C E D X 三、典型合金的凝固 第三节 二元共晶相图 室温下的平衡相 室温下的组织组成物 §6.4 二元包晶相图 一、相图形式 两组元在液态下无限互溶，固态下有限溶解，并且发生包晶转变。 相图的构成：ac和bc为两液相线，与其对应的ad和bp为两固相线；df和pg固溶体α、β的溶解度随温度变化线；dpc为包晶转变线。 它们分隔相图为三个单相区L、α、β；三个双相区L＋α、L＋β、α＋β； 一个三相区 L＋α＋β，即水平线dpc为包晶线。 包晶转变 L+α → β 二、包晶体转变 第四节 二元包晶相图 过程 在液相区为液体的冷却，进入两相区，发生与固溶体凝固相同的凝固转变，到达P点，液体的成分为C，固体的成分为D。 从L+β相区可知也满足液体和β相的平衡，与C成分液体平衡还有P成分的固体β相。 成分为P点合金的凝固 §6.5 复杂二元相图分析方法 一、相图形式 二、分析方法 第五节 复杂二元相图分析方法 1、二元相图中可能发生的转变 两个组元构成的相图，尽管最多只能出现三相平衡，但实际材料中由于两组元往往能生成不同的化合物，实际的二元相图有一些就相当复杂。 §6.6 铁碳合金系相图 1、组元的特性 1）纯铁 纯铁的同素异晶转变 铁素体的磁性转变温度为770℃(居里点)，曾经把770－912℃无磁性(顺磁性)的铁称为β－Fe。 工业纯铁的力学性能特点是强度、硬度低，塑性、韧性好。 抗拉强度 σb＝180－230Mpa 延伸率 δ＝30－50％ 断面收缩率ψ＝70－80％ 冲击韧性 ak＝160－200J/cm2 硬度 50－60HB 一、相图分析 一、相图分析 1、组元的特性 铁碳合金中的游离态是石墨。 石墨(Graphite)具有简单六方晶格。同一晶面上碳原子以共价键结合,间距0.142nm结合力较强，两层晶面的间距为0.34nm，结合力弱。 石墨晶体长大时，沿层面的长大速度较快，即层面的扩大快而层的加厚慢，导致其结晶形态通常发展成片状。 石墨的性能特点为耐高温，可导电，有一定的润滑性，但其强度、硬度、塑性和韧性都极低。 2）碳 2、铁碳合金中的