共析成分共析合金.ppt

4.5 其他二元相图 4.5.1 形成化合物的二元相图 稳定化合物指具有一定的熔点，在熔点以下，保持自己固有的结构而不发生分解(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C) 。 其成分固定，在相图中是一条垂线(代表一个单相区)。垂足是其成分, 顶点是其熔点, 结晶过程同纯金属。分析这类相图时，可把稳定化合物当作纯组元看待，将相图分成几个部分进行分析。 不稳定化合物加热至一定温度时，不是发生本身的熔化，而是分解为两个相，所生成的液相与原化合物显然不同。 所有由包晶转变形成的中间相均属于不稳定化合物。相图中许多不稳定化合物可以熔解组成它的组元，表现为一定的成分范围；如果不熔解组成它的组元，则在相图中为一垂线。 如：不稳定化合物（KNa2）： 由包晶转变 L＋Na→KNa2得到， 加热至包晶温度以上转变为两相，KNa2 → L＋Na 共析相图与共晶相图相似，对应的有共析线(PSK线)、共析点(S点)、共析温度、共析成分、共析合金(共析成分合金)、亚共析合金(共析线上共析点以左的合金)、过共析合金(共析线上共析点以右的合金)。 共析反应的产物是共析体（铁碳合金中的共析体称珠光体），也是两相的机械混合物（铁素体+渗碳体)。 （2）偏晶相图 在一定的成分和温度范围内，两组元在液态下也只能有限熔解，存在两种浓度不同的液相L1和L2。 由一定成分的液相在恒温下，同时转变为另一个一定成分的液相和一定成分的固相的过程，称为偏晶转变。 （3）熔晶相图 熔晶转变是一个固相转变为另一个固相和一个液相的恒温转变。 4.5.3 具有有序-无序转变的相图 有些二元系合金在一定成分和一定温度范围会发生有序化转变，形成有序固溶体。有些相图上的无序-有序转变是用虚线表示。 4.5.4 具有同素异晶转变的相图 当组元具有同素异构转变时，以该组元为溶剂形成的固溶体也常有异晶转变。 二元相图各类等温反应总结 4.6 二元相图的分析方法 4.6.1 复杂二元相图的分析方法 1.复杂二元相图的分析步骤: (1)先看相固中是否存在稳定的化合物，如果有稳定化合物，则可将稳定化合物作为一个独立的组元把相图分为几个部分来分析研究； (2)根据相区的接触法则，弄清各个相区； (3)找出三相共存水平线及与其接触的3个单相区，由3个单相区与水平线的相互位置确定三相平衡转变的性质和反应式； (4)分析典型合金随温度改变而发生的转变和变化规律。在单相区内，该相的成分与原合金相同。在两相区内，不同温度下两相的成分均沿其相界线变化，两相的相对含量可由杠杆定律求得。三相平衡时，3个相的成分是固定的，反应前或反应后各组成相的相对含量也可以由杠杆定律进行计算。 4.6.2 二元相图分析实例 铁碳合金主要由铁和碳两种元素组成,包括碳钢和铸铁，是现代工农业生产上使用最多的金属材料。 铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺依据。 铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。 含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆，已无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- Fe3C相图。 铁碳合金的组元 ●Fe：熔点1538℃,密度7.87×103/m3 ，纯铁从液态冷却到室温的冷却曲线如图所示： Fe的同素异构转变： δ-Fe=== γ-Fe === α-Fe 纯Fe机械性能：强度、硬度低，塑性好。 ●C：碳在铁碳合金中有三种存在形式。①C作为间隙原子溶入纯铁的三种同素异晶体中，形成三种间隙固溶体。②超过固溶体的固溶度后，C与Fe形成化合物。③ C以游离态的石墨存在（Fe- Fe3C相图中无石墨）。 ● Fe3C：渗碳体，Fe与C形成的一种复杂间隙化合物。其机械性能的特点是硬而脆。 1.铁碳合金中的相 液相：铁与碳形成的液体。 高温铁素体：是碳在δ-Fe中的间隙固溶体，用δ表示，体心立方晶格，1394℃以上存在，1495℃时溶碳量最大，为0.09%。 铁素体：是碳在α-Fe中的间隙固溶体，用F或?表示，体心立方晶格，912℃以下存在，727℃时溶解碳量最大，为0.0218%, 室温仅为0.0008%,其性能是强度低，硬度低，塑性好。 奥氏体：是碳在γ-Fe中的间隙固溶体,用A或?表示，面心立方晶格，在1495--727℃范围内存在，1148℃溶解碳量最大为2.11%。其性能是强度低，硬度低，塑性好。 渗碳体：用Fe3C或Cm表示，含碳6.69%，硬度很高，而塑性和韧性几乎为零。 根据其形成条件的不同有条状