二元三元合金组织_666201828精选.pdf

实验二 二元和三元合金组织分析 一、实验目的 1. 学会运用二元和三元相图分析平衡态组织，熟悉典型组织及其特征。 2. 了解三元合金的显微组织与相应的三元相图的关系。 3. 学会运用三元相图的液相面等温线投影图分析合金的结晶过程及结晶后的组织特征。 二、实验内容 观察 Pb-Sn 二元合金在不同成分下的组织特征，观察 Pb-Sn-Bi 三元合金在不同成分下的组 织特征。 1. Pb—62%Sn 合金 2. Pb—40%Sn 合金 3. Pb—80%Sn 合金 4. Al—10~13%Si 合金 5. 10%Pb—20%Sn—70%Bi 合金 6. 16%Pb—26%Sn—58%Bi 合金 7. 20%Pb—10%Sn—70%Bi 合金 三、思考题 1. 亚共晶、共晶、过共晶合金的平衡组织是什么？初生相有不同？ 2. 二元和三元固溶体析出转变与共晶转变的自由度数有无差别，原因何在？ 3. 如何表示三元合金的成分？ 4. 在三元相图中，变温截面图、等温截面图及液相面投影图起什么作用？ 5. 三元共晶组织有什么特点？ 四、实验报告要求： 1．画出所观察样品的典型组织，注明组织，并说明组织特征。 2．结合二元相图和三元投影图，分析组织形成条件，并说明观察的三元合金的结晶过程。 五、参考内容 （一） Pb-Sn 二元合金 1．共晶合金（Pb-62%Sn ）合金 由图 1 可知含 Sn 62% 的合金为共晶合金。该成分合金从液态缓慢冷到 183℃时，液相（LE ） 中 Pb 和 Sn 饱和，在液相中同时结晶出 (Pb)和 (Sn)两种共溶体，即发生共晶转变： L   ，这一过程在恒温下进行直至凝固完毕，该合金平衡凝固过程示意见图2 。此 E M N 时共晶体由  两种固溶体组成。其组织为两相以层片状交替分布。Pb-62%Sn 合金中黑  和  色为相，白色为相。显微组织如图 3 所 示。 7 图 1 Pb-Sn 相图 图2 Pb-Sn 共晶合金平衡凝固过程示意图 图3 Pb-Sn 共晶合金的显微组织 2. 亚共晶合金（Pb—40%Sn ）合金 由图 1 相图中可知，成分位于共晶点 E 以左，M 点以右的合金叫做亚共晶合金，当温度下 降时， 固溶体从液相中不断析出，此时液相L 的成分沿液相线AE 变化， 固溶体的成分沿 固相线 AM 变化。随着温度的继续下降，液相逐渐减少，而相不断增多。剩余的液相成分达 到E 点，此时便发生共晶转变，即L   。 此反应一直进行到液相全部形成共晶为 E M N 止。此时合金由初生的固溶体( )和共晶体所组成。当合金继续冷却时，由于固溶体溶解度的  的改变，从 固溶体（包括初生 和共晶体中的）内不断析出 ,而从  固溶体（共晶体 Ⅱ 8 中）不断析出  直至室温。由于 和 析出量不多，可能在原共晶相生长，因此除了在初 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 生的  固溶体中可看到Ⅱ之外，共晶组织的特征基本保持不变。Pb-40%Sn 亚共晶合金的室 温组织为：初生 相加共晶和二次 相；初生 相为黑色树枝状结晶。共晶为典型黑白相间 层片状，与合金 1 中的共晶组织相同。 3. 过共晶合金（Pb-80%Sn ）合金 由图 1 的相图中可知，成分位于共晶点E 以