相图∶表示平衡条件下材料系统中相的状态与温度及成分之.ppt

第四章 相 图 §4.1 相、相平衡及相图制作 4.1.1 相 系统：所研究的原子、分子的集体。 相：一个系统中，结构相同、成分和性能均一的组成部分。 §4.1 相、相平衡及相图制作 4.1.3 相图的表示与测定 横坐标：成分 纵坐标：温度 点图中任一：状态点 状态与成分表示法 §4.1 相、相平衡及相图制作 4.1.3 相图的表示与测定 状态与成分表示法 §4.1 相、相平衡及相图制作 §4.2.1 相图分析 §4.2.1 相图分析 匀晶转变：由液相直接结晶出单相固溶体的过程。 §4.2.2 固溶体的平衡凝固 4.2.2.1 固溶体平衡凝固过程及组织 平衡凝固：无限缓慢冷却时的凝固方式。 凝固过程中的每个阶段都能达到平衡，即在相变过程中有充分时间进行组元间的扩散，以达到平衡相的成分。 平衡结晶过程分析 §4.2.2 固溶体的平衡凝固 4.2.2.1 固溶体平衡凝固过程及组织 §4.2.2 固溶体的平衡凝固 4.2.2.2 杠杆定律 §4.2.3 固溶体的非平衡凝固与微观偏析 不平衡原因：冷速快，固相不能均匀化 §4.2.3 固溶体的非平衡凝固与微观偏析 §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 宏观偏析：固溶体沿一定方向结晶过程中，在一个区域范围内，由于结晶先后不同而出现的成分差异。 原因：溶质原子的重新分布。 溶质平衡分配系数(k0)：一定温度下，液、固两平衡相中溶质浓度之比值。 k0=cs/cL §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 4.2.4.1 液相中溶质完全混合 §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 4.2.4.2 液相内溶质原子部分混合：较快结晶条件 §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 4.2.4.3 液相内的溶质仅通过扩散混合 条件：快速结晶 §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 §4.2.4 固溶体的非平衡结晶与宏观偏析 §4.2.5 成分过冷与固溶体的组织 热温过冷：液体的过冷度完全取决于实际温度的分布。纯金属 成分过冷：由于液相成分改变而形成的过冷。 固溶体结晶 §4.2.5 成分过冷与固溶体的组织 4.2.5.2 成分过冷的控制 产生成分过冷的条件： §4.2.5 成分过冷与固溶体的组织 §4.2.5 成分过冷与固溶体的组织 §4.2.5 成分过冷与固溶体的组织 §4.3.1 相图分析 共晶转变：由一定成分的液相同时结晶出两个一定成分固相的转变。 LE=αM+βN f=2-3+1=0 共晶相图：具有共晶转变特征的相图。 液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反应。 共晶组织：共晶转变产物。（是两相混合物） §4.3.1 相图分析 §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.1 端部固溶体合金 §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.1 端部固溶体合金 §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.2 共晶合金(ωSn=0.619) §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.3 亚共晶合金 §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.3 亚共晶合金 §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.3 亚共晶合金 §4.3.2 共晶系合金的平衡凝固和组织 4.3.2.4 过共晶合金 §4.3.3 共晶组织及其形成机理 基本特征：两相交替排列 分类： 粗糙-粗糙界面（金属-金属型）共晶 粗糙-平滑界面（金属-非金属型）共晶 平滑-平滑界面（非金属-非金属型）共晶 §4.3.3 共晶组织及其形成机理 4.3.3.1 粗糙-粗糙界面（金属-金属型）共晶 类型：金属-金属共晶、金属-金属间化合物共晶 特点：形态简单规则 形成机理：两相交替形核长大 §4.3.3 共晶组织及其形成机理 4.3.3.1 粗糙-粗糙界面（金属-金属型）共晶 类型：金属-金属共晶、金属-金属间化合物共晶 特点：形态简单规则 形成机理：两相交替形核长大 §4.3.3 共晶组织及其形成机理 4.3.3.2 粗糙-平滑界面（金属-非金属型）共晶 特点：形态不规则 §4.3.4 共晶系合金的非平衡凝固和组织 4.3.4.1 伪共晶组织 伪共晶：由非共晶成分的合金所得到的完全共晶组织。 形成原因：不平衡结晶；成分位于共晶点附近。 伪共晶区的位置：与共晶两相的结晶速度有关。偏向晶体结构复杂及具有平滑界面的相的一边。 §4.3.4 共晶系合金的非平衡凝固和组织 4.3.4.2 离异共晶 离异共晶：两相