第三章(包晶相图)3-2.ppt

§3-6 包晶相图及其合金的结晶 包晶相图：两组元在液态相互无限溶解，在固态相互有限溶解，并发生包晶转变的二元合金系相图。例如：Pt-Ag、Cu-Zn 相图； 1、相图分析：以 Pt-Ag相图为例； 1.1相图中的点： a点： Pt的熔点；点： Ag的熔点；e点：包晶点 1.2相图中的线： 液相线：adb线；固相线：aced线； cf线： Pt溶入Ag 的溶解度曲线； eg线： Ag 溶入Pt的溶解度曲线； 1.3相图中的相区： 单相区：Ｌ、α、β 两相区：Ｌ＋α、Ｌ＋β、α＋β； 三相共存区：Ｌ＋α＋β； 相图中ced水平线是包晶转变线。 反应式为 包晶反应：在一定的温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程，称为包晶转变或包晶反应。 其中：e点为包晶点； 　ｔe：包晶温度； 在包晶线上：f=c-p+1=2-3+1=0; 2、典型合金的平衡结晶过程及组织 2.1包晶点合金：含银量为WAg=42.4%的Pt-Ag合金: (合金Ⅰ） 室温组织： β＋αⅡ；转变示意图如图所示： 利用杠杆定律计算相对含量： 当温度在1186℃时，未发生包晶转变时液相L和α相的含量为： 包晶转变的不平衡组织，可采用长时间的扩散退火来减少或消除。 3、不平衡结晶及组织： 包晶偏析：由于包晶转变不能充分进行而产生的化学成分不均匀现象。 §3-7 其它类型的二元合金相图 1、组元间形成化合物的相图 形成稳定化合物的相图 2具有固态转变的二元合金相图： 2.1共析转变：由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程。 匀晶相图+共晶相图 2.2几个概念： cde线为共析线，d点为共析点， 共析反应： 　　　　 α+β叫做共析组织； 共析线所对应的温度叫做共析温度。 §3-8 二元相图的分析和使用 1、相图分析步骤： 1.1是否存在稳定化合物。 1.2熟悉单相区的相，再根据相接触法辨别其它相区。 原则：在二元相图中，相图内两个相邻相区的相数差为1（点接触除外）； 即：两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的两相区，两个两相区之间必须以单相区或三相共存水平线隔开； 1.3找出三相共存水平线和与之接触的三个单相区，确定平衡转变性质。如表所示； 两曲线之间的两相区内发生两相平衡反应； 1.4分析典型合金的结晶过程及组织。 1.4.1在两相区冷却时，每相成分沿相界线变化，两相的相对量可由杠杆定律求出； 1.4.2在三相水平线上，各相成分一定，反应前或反应后组成相的相对含量可由杠杆定律求出； 2、应用相图时要注意的问题： 2.1相图反映的是平衡条件下相的平衡，而不是组织的平衡； 2.2相图给出的是平衡状态时的情况； 2.3二元相图只反映二元合金相的平衡关系； 3、根据相图判断合金的性能： 3.1根据相图判断合金的机械性能和物理性能： 3.1.1单相固溶体α、β区，性能呈曲线变化： 固溶强化：随溶质浓度的增加，强度、硬度增加，塑性、韧性降低； 随溶质浓度的增加，导电率降低，电阻率增高； 3.1.2在两相区，性能呈直线变化，是两相的算术平均值； 3.2根据相图判断合金的铸造性能：如图所示； 铸造性能主要指流动性、缩孔、热裂倾向及偏析。 决定因素：相图上液相线与固相线之间的水平距离和垂直距离； 结论：共晶成分或接近共晶成分的合金的铸造性能最好；