东南大学材料科学基础-第5章二元相图课件.ppt

5.1 基本概念 2) 相律 7、画出成分为Fe－3.5%C的亚共晶铸铁的平衡冷却曲线，计算在室温下该钢中莱氏体（变态莱氏体）的百分数。 8、画出成分为Fe－5.0%C的过共晶铸铁的平衡冷却曲线。 9、说明以下术语的含义： 珠光体、莱氏体、变态莱氏体 铁素体、奥氏体、渗碳体 三次渗碳体、二次渗碳体、一次渗碳体（初生渗碳体）、共析渗碳体、共晶渗碳体 10、计算在Fe－Fe3C相图中可能出现的二次渗碳体和三次渗碳体百分数的最大值。 5.9 铁－碳相图 5.9.1. 亚稳态相图 1、三相平衡反应 HJB 14950C L0.53+a(d)0.09=g 0.17 包晶 ECF 11480C L4.3＝g2.11+Fe3C 共晶（莱氏体 Ld） PSK 7270C g0.77＝a0.0218+Fe3C 共析 (珠光体 P) 课堂讨论题答案： 2、工业纯铁： C%0.0218, 亚共析钢： 0.0218C%0.77 共析钢： C%＝0.77 过共析钢： 0. 77C%2.11 亚共晶铸铁： 2.11C%4.30 共晶铸铁： C%=4.30 过共晶铸铁 C％4.30 5.9 铁－碳相图 5.9.1. 亚稳态相图 3、共析钢 室温组织 珠光体a+ Fe3C (P) 形貌 片状 珠光体中铁素体和渗碳体的相对百分数： a和Fe3C 的相对分数: a％ = Fe3C ％＝12％ 5.9 铁－碳相图 5.9.1. 亚稳态相图 5.9 铁－碳相图 5.9.1. 亚稳态相图 4、亚共析钢 碳含量： 0.0218-0.77% 平衡转变：例 0.4%C 0.4%C亚共析钢中各相（组织）的相对分数 7270C时，先共析 室温下， Fe3CIII%=(49-48.84)%=0.16% 5.9 铁－碳相图 5.9.1. 亚稳态相图 亚共析钢的金相组织 5.9 铁－碳相图 5、过共析钢 含碳0.77-2.11% 典型合金的凝固过程 例：1.2%C过共析钢 各相百分数 Fe3CII％＝1－92.7％=7.3% 5.9 铁－碳相图 过共析钢的金相组织 5.9 铁－碳相图 6) 具有磁性转变的相图 有些材料在一定温度下会发生磁性转变，此温度为居里温度 5.5 其它类型的二元合金相图 5.5.4 具有固态相变的相图 5. 6 相图热力学 5.6.1 固溶体的自由能－成分曲线 1.固溶体的自由能 G=G0+ ? Gm＝G0+ ? Hm－T ? Sm 其中? Hm、? Sm为混合以后引起的热焓和熵的增量 设A、B两组元组成固溶体，系统自由焓为G 若A、B两组元混合前的自由焓为G0, 则混合后的自由焓为： 其中xA、 xB分别为A、B两组元的摩尔分数，m0A、 m0B 为组元混合前的化学势。 W称之为相互作用参数 R为气体常数 5.6 相图热力学 在计算? Hm时只考虑最近邻原子的相互作用 其中NA阿伏加德罗常数，z为配位数， eAA、eBB、eAB分别为A-A、B-B、C-C原子对的结合能 5.6 相图热力学 5.6.1 固溶体的自由能－成分曲线 根据上述公式: W 0 W = 0 W 0 G=G0+ ? Gm＝G0+ ? Hm－T ? Sm 可以求出自由焓和成分的关系曲线: 5.6 相图热力学 5.6.1 固溶体的自由能－成分曲线 W 0 W = 0 W 0 W 0时， ? Hm 0 异类原子结合能小，短程有序，曲线下凹 W ＝0时， ? Hm＝ 0 完全无序，曲线也下凹 0时， ? Hm 0 同类原子结合能小，偏聚，曲线上凸 （调幅分解） 5.6