二元合金的绘制和显微组织分析.ppt

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二元合金的绘制和显微组织分析

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+2 f: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

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