石德珂5(二元相图)课件.ppt

第五章 材料的相结构与相图 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． 二、复杂相图分析举例 1. Cu-Sn合金系相图 三、铁－碳合金相图（复杂相图分析举例） 1. 铁－碳合金的组元与基本相 （1）组元 铁－石墨相图：Fe,C; 铁－渗碳体相图：Fe-Fe3C （2）相： L, δ, A(γ), F(α), Fe3C(K) （其定义） 2. Fe－Fe3C相图介绍 点：16个。（如表5－7，符号国际通用） 线：两条磁性转变线； 三条等温转变线； 其余三条线：GS,ES,PQ。 区：5个单相区， 7个两相区， 3个三相区。 相图标注：相组成物标注的相图。 组织组成物标注的相图。 （1）包晶转变线HJB：1495 ℃ ， LB+δH——γJ ??? 即 L0.53+ δ0.09—— A0.17 （2）共晶转变线ECF： 1148 ℃ ， L4.3—— (γ2.11+Fe3C)（莱氏体） 共晶渗碳体 （3）共析转变线PSK——A1线 (727 ℃) γS——αP+Fe3C（共析渗碳体） γ0.77—— α0.0218+Fe3C——P（珠光体） 珠光体的强度较高，塑性、韧性和硬度介于Fe3C和F之间 （4）GS线 （5）ES线 （6）PQ线 3. 铁－碳合金的平衡结晶过程及组织 按照有无共晶将其分为碳钢和铸铁两大类： 含碳量2.11％，称为铸铁（白口铸铁）； 含碳量2.11%，称为碳钢（工业纯铁）； （1）工业纯铁（C%≤0.0218%） L——L+A——A——A+F——F—— F+Fe3CIII 相组成物： Fe3C ???? C%=6.69% ???????F ?????????? C%0.0008% 相相对量： ? F%= Fe3C%= 组织组成物：F（等轴晶） 和Fe3CIII（小片状） 图5－27 相图的组织组成物 (4) 不平衡结晶及其组织 3. 包晶相图及其结晶 (1) 相图说明 (2) 包晶反应 取成分为P点的合金从液体冷却下来： 到1点处，与液相线相交，发生匀晶反应； 当温度降至p点，液相成分为b点，固相成分为d点； 当温度稍微下降，处于单相β区。发生包晶反应。 包晶反应定义 反应开始时，固相α与液相L的质量百分数为 若合金成分偏离包晶点，如图中的O‘、 O‘’成分，包晶反应完成后将会有液相或a相剩余下来。 (3) 包晶系结晶过程 1）包晶点成分合金结晶过程 2）成分在d-p之间合金的结晶(图5-34b) 结晶过程：α剩余(量的计算)； 室温组织：α＋β＋αⅡ＋βⅡ。 3）成分在p-b之间合金的结晶(图5-34b) 结晶过程：L液相剩余(量的计算)； 室温组织：β＋αⅡ。 （4）包晶系合金的非平衡凝固 4. 其他类型的二元相图 1）其他具有恒温转变的相图 分解型恒温转变、如共晶相图 合成型恒温转变、如包晶相图 具有包析反应的相图 表5－6 二元系各类恒温转变、反应类型和相图特征 (2) 两组元形成中间相的相图 1）形成稳定的中间相的相图（一致熔融）。所谓稳定中间相是指熔点以下不发生分解的中间相 形成稳定型化合物相图中，常将稳定中间相作为一个组元将相图分成几个部分 形成稳定化合物相图一般情况下的规律 四 、相图与性能的关系 第三节 复杂相图分析 一、分析方法 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 相区接触法则，指相图中相邻相区的相数目差值与接触几何特征的关系，有如下规律 C为组元数；△P为相邻相区的相数目的差值；n为相邻相区接触的维数。 a) n=0为零维接触（点接触）； b) n=1为一维接触（线接触）； c) n=2为二维接触（面接触）； 如右图所示 二元系 温度为t1,直线OO’与液相线相交于a1，结晶开始 温度为t2, 在此析出固相成分为 按杠杆定律： 匀晶相图的不平衡结晶 原子在液态中的扩散速度远大于在固态中的扩散速度，假定在不平衡结晶凝固过程中，原子在液相中能充分扩