二元合金的绘制和显微组织分析.ppt

二元合金相图的绘制及显微组织分析 二元合金相图的绘制及显微组织分析 实验目的和意义 二元相图绘制 二元合金金相观察 实验报告 注意事项 1. 实验目的和意义 1. 学会运用二元合金相图分析合金的结晶过程及其平衡组织； 2. 学会用热分析法测定不同成分Pb-Sn合金的临界点，建立Pb-Sn二元合金相图； 3. 初步掌握Pb-Sb二元共晶型相图中的典型组织及其特征。 2. 二元相图的绘制 2.1 试验原理 2.2 试验仪器 2.3 实验步骤 2.1 二元相图的绘制原理 方法：热分析法（步冷曲线法）。通常的做法是先将体系加热到一定温度使其全部熔化，然后让其在一定环境中自行冷却；并每隔一定的时间（例如半分钟或一分钟）记录一次温度。以温度（T）为纵坐标，时间（t）为横坐标，画出步冷曲线T-t图。 2.1 二元相图的绘制原理 吉布斯相律：f=C-P+2f：体系自由度，指不影响体系平衡状态的独立可变参数（如温度，压力，浓度等）C：体系组元数P：相数 对于不含气体的凝聚体系。压力对平衡体系的影响通常可忽略不计，此时相律可写成：f=C-P+1 2.1 二元相图的绘制原理 2.1 二元相图的绘制原理 2.2 二元相图的绘制仪器 KWL-10可控升降温电炉 SWKY-II数字控温仪 电脑（含操作软件） 2.2 二元相图的绘制仪器 KWL-10可控升降温电炉 SWKY-II数字控温仪 2.2 二元相图的绘制仪器 SWKY-II数字控温仪的前面板 2.2 二元相图的绘制仪器 SWKY-II数字控温仪的后面板 2.2 二元相图的绘制仪器 KWL-10可控升降温电炉前面板 2.3 二元相图的绘制步骤 1.领取一套Pb-Sn合金试样，共计5支：81％Pb—19％Sn ，60％Pb—40％Sn ，38％Pb—62％Sn ，20％Pb—80％Sn ， 5％Pb—95％Sn 。 2. 将装有试样的试管插入控温区电炉，温度传感器Ⅰ插入控温传感器插孔，温度传感器Ⅱ插入测试区电炉炉膛内。 2.3 二元相图的绘制步骤 3. 打开控温仪电源，设置控制温度，按“工作／置数”键，置数灯亮，按设计温度置数，设置完毕，再按一下“工作／置数”按键，转换到工作状态。温度显示Ⅰ从设置温度转换为控制温度当前值，工作指示灯亮。（注意：置数工作状态时，仪器不对加热器进行控制。） 4. 当温度显示达到所设定的温度后，稳定一段时间，使试管内熔化的试剂能够混合均匀。 2.3 二元相图的绘制步骤 5.打开电脑中的测试软件，按要求录入试样并开始测试。 6. 打开升降温电炉前面板上的电源开关，调节风速旋钮使冷速均匀合适（5-10度/分钟）。 7. 当试管温度冷至120度左右时，关闭升降温电炉前面板上的电源开关，保存数据，停止实验。 2.3 二元相图的绘制步骤 Pb-Sb合金相图 3 二元合金金相观察 Pb-Sb合金状态图 3 二元合金金相观察 观察仪器：金相显微镜。 观察试样成分及组织： 4. 试验报告 １.实验目的与内容。 ２.实验步骤。 ３. 作出本小组测得的合金的冷却曲线，再根据各小组测得的冷却曲线，建立二元合金相图。 ４. 画出三种Pb-Sb合金的典型组织示意图，并注明相应的组织组成物。 5. 注意事项 1.注意：冷却曲线应如右图所示，在每段做出切线，交点可视为相变转变点。 College of Materials Science and Engineering College of Materials Science and Engineering 二元合金相图的绘制及显微组织分析 右图是二组分金属体系的一种常见类型的步冷曲线。当体系均匀冷却时，如果体系不发生相变，则体系的温度随时间的变化将是均匀的，冷却也较快（如图中ab线段）。若在冷却过程中发生了相变，由于在相变过程中伴随着热效应，所以体系温度随时间的变化速度将发生改变，体系的冷却速度减慢，步冷曲线就出现转折即拐点（如图中b点所示）。当熔液继续冷却到某一点时（例如图中c点），由于此时熔液的组成已达到最低共熔混合物的组成，故有最低共熔混合物析出，在最低共熔混合物完全凝固以前，体系温度保持不变，因此步冷曲线出现水平线段即平台（如图中cd段）。当熔液完全凝固后，温度才迅速下降（见图中de线段）。 由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物体系，可以根据步冷曲线，判断固体析出时的温度和最低共熔点的温度。然后用温度作纵坐标，组成作横坐标绘制相图时间温度曲线图。 KWL-10可控升降温电炉后面板 β +（α+β） 75 25 3 （α+β） 13 87 2 α +（α+β） 10 90 1 Sb Pb 组织 成分（%） 照片序号 返回