合金的晶體結(jié)構(gòu)與相圖ppt課件

1、一、講授內(nèi)容一、講授內(nèi)容1、固溶體、金屬間化合物、固溶體、金屬間化合物2、二元合金相圖的建立、二元合金相圖的建立二、教學(xué)目的及要求學(xué)生掌握、了解二、教學(xué)目的及要求學(xué)生掌握、了解的要點）的要點）1、掌握固溶體的概念及其分類、掌握固溶體的概念及其分類2、掌握金屬間化合物的概念及其分類、掌握金屬間化合物的概念及其分類三、教學(xué)重點三、教學(xué)重點1、固溶體的概念及其分類、金屬間化、固溶體的概念及其分類、金屬間化合物的概念及其分類合物的概念及其分類2、二元合金相圖的建立、二元合金相圖的建立四、教學(xué)難點四、教學(xué)難點固溶體、金屬間化合物、二元合金相圖固溶體、金屬間化合物、二元合金相圖的建立的建立本次課程任務(wù)第一

2、本次課程任務(wù)第一第三節(jié)。第三節(jié)。第三章 合金的晶體結(jié)構(gòu)與相圖(P30)元素周期表讀音w1氫(qng) 2氦(hi) 3鋰(l) 4鈹(p) 5硼(png) 6碳(tn) 7氮(dn) 8氧(yng) 9氟(f) 10氖(ni) 11鈉(n) 12鎂(mi) 13鋁(l) 14硅(gu) 15磷(ln) 16硫(li) 17氯(l) 18氬(y) 19鉀(ji) 20鈣(gi) 21鈧(kng) 22鈦(ti) 23釩(fn) 24鉻(g) 25錳(mng) 26鐵(ti) 27鈷(g) 28鎳(ni) 29銅(tng) 30鋅(xn) 31鎵(ji) 32鍺(zh) 33砷(shn) 34硒(

3、x) 35溴(xi) 36氪(k) 37銣(r) 38鍶(s) 39釔(y) 40鋯(go) 41鈮(n) 42鉬(m) 43锝(d) 44釕(lio) 45銠(lo) 46鈀(b) 47銀(yn) 48鎘(g)49銦(yn) 50錫(x) 51銻(t) 52碲(d) 53碘(din) 54氙(xin) 55銫(s) 56鋇(bi) 57鑭(ln) 58鈰(sh) 59鐠(p) 60釹(n) 61钷(p) 62釤(shn) 63銪(yu) 64釓(g) 65鋱(t) 66鏑(d) 67鈥(hu) 68鉺(r) 69銩(di) 70鐿(y) 71镥(l) 72鉿(h) 73鉭(tn) 74鎢(w

4、) 75錸(li) 76鋨() 77銥(y) 78鉑(b) 79金(jn) 80汞(gng) 81鉈(t) 82鉛(qin) 83鉍(b) 84釙(p) 89錒() 90釷(t) 91鏷(p) 92鈾(yu) 93镎(n) 94钚(b) 95镅(mi) 96鋦(j) 97锫(pi) 98锎(ki) 99锿(i) 100鐨(fi) 101鍆(mn) 102锘(nu) 103鐒(lo) 104钅盧(l) 105钅杜(d) 106钅喜(x) 107钅波(b) 108钅黑(hi) 109钅麥(mi) 110钅達(d) 111钅侖ln) 什么是合金？合金是通過什么方法獲得？工業(yè)中為什么要大量熔煉合金，以

5、及合金與純金屬在性能上有什么特點？名稱名稱用途用途性能性能純金屬十分廣泛，比如說各種導(dǎo)電體、傳熱器、以及許多裝飾品、各種器皿、防護層等。大多是由純銅、純鋁以及金、銀、鉑等純金屬制成。約79種。導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性以及美麗的金屬光澤等等。強度、硬度、耐磨性、等機械性能都比較差，不適合各種機械性能要求高的各種機械零件和工模具等。合金目前人們配制的合金的應(yīng)用要比純金屬廣泛得多。合金種類上萬種。配制時可以顯著改變金屬材料的結(jié)構(gòu)、組織和性能。強度、硬度、耐磨性、等機械性能都比純金屬高很多，具有純金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性以及美麗的金屬光澤等等性能。第一節(jié) 固態(tài)合金中的相結(jié)構(gòu)一基本概念1合金：

6、是指由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。組成合金的元素可以全部是金屬，也可是金屬與非金屬。 2組元：組成合金的最基本的、獨立的物質(zhì)?？梢允腔瘜W(xué)元素，或者是穩(wěn)定的化合物,如Fe3C。 根據(jù)組成合金組元數(shù)目的多少，合金可以分為二元合金、三元合金和多元合金。一基本概念3合金系：有若干給定組元按不同比例配出一系列成分不同的合金，這一系列合金構(gòu)成的一個合金系統(tǒng)。如黃銅是銅與鋅組成的二元合金系。組成合金的元素相互作用可形成不同的相。4相：是指金屬或合金中凡化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。液態(tài)物質(zhì)為液相，固態(tài)物質(zhì)為固相。第一節(jié) 固態(tài)金屬中的相結(jié)構(gòu) 合金中相與相之間

7、有明顯的界面。液態(tài)合金通常都為單相液體。固態(tài)下，由一個固相組成時稱為單相合金，由兩個以上固相組成時稱為多相合金。一基本概念5.顯微組織：實質(zhì)上是指在顯微鏡下觀察到的金屬中各相或各晶粒的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布的組合。 （組織反映材料的相組成，相形態(tài)，大小和分布狀況，因此組織是決定材料最終性能的關(guān)鍵）單相單相合金合金兩相兩相合金合金合金的生產(chǎn)方法合金溶液TT結(jié)晶結(jié)晶產(chǎn)物中含有兩種或者多種元素的小晶體形核，生長結(jié)晶熔煉一合金的相結(jié)構(gòu) 合金的相結(jié)構(gòu)：是指合金組織中相的晶體結(jié)構(gòu)。合金的相結(jié)構(gòu)：是指合金組織中相的晶體結(jié)構(gòu)。 （不同的相原子排列方式是不同的）（不同的相原子排列方式是不同的）根據(jù)組元相互作用不

8、同，固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)可分為兩大類： 1.固溶體 2.金屬化合物 第一節(jié) 固態(tài)金屬中的相結(jié)構(gòu)相：在金屬或合金中，凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同并與其他部分有界面分開的均勻組成部分。固溶體：合金的組元間以不同的比例相互混合，混合后固溶體：合金的組元間以不同的比例相互混合，混合后形成的晶體結(jié)構(gòu)與某一組元的晶體結(jié)構(gòu)相同，這種相就是形成的晶體結(jié)構(gòu)與某一組元的晶體結(jié)構(gòu)相同，這種相就是固溶體，這種組元叫溶劑，其他的組元叫溶質(zhì)。固溶體，這種組元叫溶劑，其他的組元叫溶質(zhì)。溶劑：與固溶體晶格相同的組元，一般在合金中含量較溶劑：與固溶體晶格相同的組元，一般在合金中含量較多。多。溶質(zhì)：以原子狀態(tài)分布在溶劑晶格中，一般含量較少。

9、溶質(zhì)：以原子狀態(tài)分布在溶劑晶格中，一般含量較少。二固溶體置換固溶體：溶劑晶格結(jié)點上的部分原子被溶質(zhì)原子所取代的固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子進入溶劑晶格的間隙而形成的固溶體。1.固溶體的分類：（1根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占位置不同，可將固溶體分為置換固溶體與間隙固溶體兩種。置換固溶體間隙固溶體一般規(guī)律是溶質(zhì)元素的原子直徑與溶劑原子直徑之比小于0.59時，易于形成間隙固溶體，而在直徑大小差不多的元素之間易于形成置換固溶體。ZXY固溶體類型固溶體類型間隙原子間隙原子間隙固溶體間隙固溶體置換固溶體置換固溶體置換原子置換原子YXZ固溶體按分布的有序度分：固溶體按分布的有序度分：w 分無序固溶體分無序固

10、溶體w 有序固溶體有序固溶體w 溶質(zhì)原子有規(guī)則分布的為有序固溶體，無規(guī)則分溶質(zhì)原子有規(guī)則分布的為有序固溶體，無規(guī)則分布的為無序固溶體。布的為無序固溶體。w 有序固溶體（有序固溶體（ 加熱到某一臨界溫度加熱到某一臨界溫度 ） 無序固溶體無序固溶體 有有序化溫度序化溫度 溶質(zhì)原子在間隙固溶體中只能呈系統(tǒng)分部，形成溶質(zhì)原子在間隙固溶體中只能呈系統(tǒng)分部，形成無序固溶體。無序固溶體。 濃度：溶質(zhì)原子溶于固溶體中的量，通常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或原子百分?jǐn)?shù)表示溶解度：在一定條件下溶質(zhì)在固溶體中的極限濃度。（1按溶解度分：固溶體可分為有限固溶體和無限固溶體兩種。有限固溶體：溶解度是有一定限制的。無限固溶體：在某些元素

11、之間可以形成任何成分比例的固溶體，即無論這些元素怎么配置比都能形成均勻一致的單相固溶體，不存在極限濃度的限制。形成無限固溶體的必要條件：是溶劑與溶質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)相同。2.溶質(zhì)元素在固溶體中的溶解度溶質(zhì)元素在固溶體中的溶解度w 置換固溶體 間隙固溶體 分別屬于那種？表示方法3.影響固溶體結(jié)構(gòu)形式和溶解度的因素影響固溶體結(jié)構(gòu)形式和溶解度的因素4.固溶體的性能： 溶質(zhì)原子溶入晶格畸變位錯運動阻力上升金屬塑性變形困難強度硬度升高。固溶強化：通過溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，固溶強化：通過溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，使金屬強度和硬度提高的現(xiàn)象。使金屬強度和硬度提高的現(xiàn)象。 固溶強化是金屬強化的一種重要形式，在溶質(zhì)含

12、量適當(dāng)時，可顯著提高材料的強度和硬度而塑性和韌性沒有明顯降低。 對于鋼鐵材料來說，固溶強化的作用只是其強化途徑的一種，有一定的局限性，對于有色金屬材料來說，固溶強化是行之有效的強化手段。2.金屬化合物a金屬化合物主要類型：a1.正常價化合物按化合價規(guī)律形成。a 這類化合物符合正常的原子價規(guī)律，成分固定并有嚴(yán)格分子式的金屬化合物。通常由周期表上相距較遠、電化學(xué)性質(zhì)相差很大的兩種元素形成的。Mg2SiMg2SnMg2Pb化學(xué)鍵化學(xué)鍵離子鍵離子鍵共價鍵共價鍵金屬鍵金屬鍵熔點熔點11021102778778550 穩(wěn)定性穩(wěn)定性高高中中低低滲碳體Fe3C晶格結(jié)構(gòu)示意圖Fe3C稱滲稱滲碳體，是鋼碳體，是鋼

13、中重要組成中重要組成相，具有復(fù)相，具有復(fù)雜斜方晶格。雜斜方晶格。第二節(jié) 二元合金相圖的建立1.建立相圖的意義及幾個名詞的涵義 建立相圖的意義建立相圖的意義 分析某一成分的合金在某一溫度下會形成什么樣分析某一成分的合金在某一溫度下會形成什么樣的組織。的組織。 名詞的涵義名詞的涵義 組元：組成合金中最簡單、最基本、能夠獨立存在的物組元：組成合金中最簡單、最基本、能夠獨立存在的物質(zhì)。質(zhì)。 合金系：有兩個或者兩個以上組元按不同比例配制成的合金系：有兩個或者兩個以上組元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金。一系列不同成分的合金。相圖：用來表示合金系中各個合金在緩冷條件下結(jié)晶相圖：用來表示合金系中各個合

14、金在緩冷條件下結(jié)晶過程的簡明圖解。又稱狀態(tài)圖或平衡圖。過程的簡明圖解。又稱狀態(tài)圖或平衡圖。目前，合金相圖主要是通過實驗測定的，且測定合金相圖的方法很多，但應(yīng)用最多的是熱分析法。2.二元合金相圖的建立以ui合金相圖測定為例，說明熱分析法的應(yīng)用及步驟： 配制若干組不同成分的ui合金 用熱析法分別測出每種成分的合金冷卻曲線 找出各冷卻曲線上的相變臨界點 以橫坐標(biāo)表示合金成分，縱坐標(biāo)表示溫度，將合金相變臨界點分別標(biāo)在坐標(biāo)圖上相應(yīng)的合金成分線上。 將相同意義的點連成光滑曲線，再根據(jù)熱分析結(jié)果，填上相區(qū)，即得二元合金相圖。相圖上所表示的組織都是在十分緩慢冷卻的條件下獲得的，都是接近平衡狀態(tài)的組織。名稱A金

15、屬B金屬晶格類型bccbcc熔點高低合金1100%0%合金290%10%合金380%20%.合金920%80%合金1010%90%合金110%100% 配制若干組不同成分的ui合金時間溫度90 705030AB溫度A溫度B溫度abab: 液相線液相線ab : 固相線固相線LL + SSL : 液相區(qū)液相區(qū)S : 固相區(qū)固相區(qū)L+S:液固共存區(qū)液固共存區(qū)AB溫度相圖的建立TLTSTnbacABabLS溫度勻晶相圖勻晶相圖L+S同類：同類： Cu-Ni、 Cu-Au、Au-Ag、 Fe-Cr 等等. . .勻晶相圖勻晶相圖I：純銅；：純銅；II：75%Cu+25%Ni III：50%Cu+50%N

16、i IV：25%Cu+75%Ni V：純：純Ni ui相圖相圖勻晶相圖：是指合金組元在液、固兩相下均能無限互溶，結(jié)晶時只結(jié)晶出單相固溶體組織的合金相圖。如Au-Ag、Ni-Cu等二元合金系。第三節(jié)二元勻晶相圖勻晶轉(zhuǎn)變勻晶反應(yīng)）：這種從液相中結(jié)晶出單一固相的轉(zhuǎn)變。銅銅- -鎳合金勻晶相圖鎳合金勻晶相圖CuNiNi%TC2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 純銅熔點純鎳熔點液相線固相線液相區(qū)固相區(qū)固液兩相區(qū)勻晶合金與純金屬不同，它沒有一個恒定的熔點，而是在液、固相線劃定的溫區(qū)內(nèi)進行結(jié)晶。相圖分析及合金結(jié)晶過程CuNiNi%TC2040608

17、010010001100120013001400150010831455L L+ abcdTCtL L L勻晶轉(zhuǎn)變 L 冷卻曲線在不同溫度下剛剛結(jié)晶出來的固相的化學(xué)成分是在不同溫度下剛剛結(jié)晶出來的固相的化學(xué)成分是不相同的，其變化規(guī)律是沿著固相線變化。與此同不相同的，其變化規(guī)律是沿著固相線變化。與此同時剩余液相的化學(xué)成分也相應(yīng)地沿著液相線變化。時剩余液相的化學(xué)成分也相應(yīng)地沿著液相線變化。 隨溫度下降，固溶體重量增加，液相重量減少。同時，液相成分沿液相線變化，固相成分沿固相線變化。 當(dāng)液態(tài)金屬自高溫冷卻到 t1溫度時，開始結(jié)晶出成分為1的固溶體，其Ni含量高于合金平均成分。相圖分析及合金結(jié)晶過程

18、成分變化是通過原子擴散完成的。當(dāng)合金冷卻到t3時，最后一滴L3成分的液體也轉(zhuǎn)變?yōu)楣倘荏w，此時 固溶體的成分又變固溶體的成分又變回回 到合金成分到合金成分3上來。上來。 液固相線不僅是液固相線不僅是相區(qū)分界線相區(qū)分界線, 也是也是結(jié)晶時兩相的成分結(jié)晶時兩相的成分變化線；勻晶轉(zhuǎn)變變化線；勻晶轉(zhuǎn)變是變溫轉(zhuǎn)變。是變溫轉(zhuǎn)變。合金結(jié)晶過程（3二元相圖中的杠桿定律 杠桿定律 處于兩相區(qū)的合金，不僅由相圖可知道兩平衡相的成分，還可用杠桿定律求出兩平衡相的相對質(zhì)量。 現(xiàn)以Cu-Ni合金為例推導(dǎo)杠桿定律： 確定兩平衡相的成分：設(shè)合金成分為x，過x做成分垂線。在成分垂線相交于溫度t 的o點作水平線，其與液固相線交點

19、a、b所對應(yīng)的成分x1、x2即分別為液相和固相的成分。12 t 確定兩平衡相的相對質(zhì)量： 設(shè)合金的總質(zhì)量為1，液相質(zhì)量為QL，固相質(zhì)量為Q。那么 QL + Q =1 QL x1 + Q x2 =x解方程組得：121122LxxxxQxxxxQ 式中的式中的x2-xx2-x、x2-x1x2-x1、x-x1x-x1即為相圖中線段即為相圖中線段xx2 (ob)xx2 (ob)、x1x2 x1x2 (ab)(ab)、 x1x(ao) x1x(ao)的長度。的長度。abaoxxxxQabobxxxxQ211212L （3）二元相圖中的杠桿定律 因此兩相在合金x中的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：21L12LxxQx

20、xQ)aoob(xxxxQQ 或或兩相的質(zhì)量比為：或：Q =1- QL上式與力學(xué)中的杠桿定律完全相似，因此稱之為杠桿定律。 杠桿定律：即合金在某溫度下兩平衡相的質(zhì)量比等于該溫度下與各自相區(qū)距離較遠的成分線段之比。 在杠桿定律中，杠桿的支點是合金的成分，杠桿的端點是所求的兩平衡相或兩組織組成物的成分。 杠桿定律只適用于兩相區(qū)。 例如圖）%5 .61%10045. 058. 045. 053. 0 Q%5 .38%10045. 058. 053. 058. 0 LQ（3）二元相圖中的杠桿定律（3）二元相圖中的杠桿定律課堂練習(xí)： 求30%Ni合金在1280 C時相的相對量。aca1b1c1解：作成分

21、線和溫度線如圖：6618根據(jù)杠桿定律： Q = a1b1 /a1c1 =12/48=1/4答：所求合金在1280C時相的相對質(zhì)量為1/4。30CuNiNi%TC20406080100100011001200130014001500108314551280 CL + L 課堂練習(xí)：將20kg純銅和30kg純鎳熔化后慢冷至T1溫度，求各相的質(zhì)量以及各相中Ni的質(zhì)量？606080805050(1)兩相的化學(xué)成分：wL(Ni)= 50%w(Ni)= 80% (2)兩相的質(zhì)量比：QL/Q=(80-60)/(60-50)=2(3)各相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(L)=2/(2+1)=2/3w()=1/3(4)各相的質(zhì)

22、量：QL= 502/3 = 33.3kg)Q= 50-33.3 = 16.7kg)w(Ni)=30/(20+30)=60%（4固溶合晶中的偏析這種在一個晶粒內(nèi)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，叫晶內(nèi)偏析。因為金屬通常以枝晶方式結(jié)晶，先形成的主干和后形成的支干就會有化學(xué)成分之差，所以也稱枝晶偏析。 由于生產(chǎn)實際中，合金冷卻速度快，原子擴散不充分。擴散過程總是落后于結(jié)晶過程，合金結(jié)晶是在非平衡條件下進行的，這使得先結(jié)晶出來的固溶體合金含高熔點組元較多，合金的熔點較高，構(gòu)成晶體的樹枝狀骨架，后結(jié)晶出的部分含高熔點組元較少，熔點較低，填充于枝間。枝晶偏析：消除枝晶偏析的措施： 出現(xiàn)枝晶偏析后，使合金材料的機械性能

23、耐蝕性能和加工工藝性能變壞。均勻化退火擴散退火）均勻化退火擴散退火）: :把有枝晶偏析的合金放在低于固把有枝晶偏析的合金放在低于固相線相線100100200200的溫度下進行較長時間的加熱，通過原子的溫度下進行較長時間的加熱，通過原子的相互擴散而使成分趨于均勻。的相互擴散而使成分趨于均勻。 平衡組織枝晶偏析組織Cu-Ni合金的平衡組織與枝晶偏析組織wOVER！ 共晶相圖：兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶共晶相圖：兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶或不溶解或不溶解, ,并發(fā)生共晶反應(yīng)時所構(gòu)成的相圖。并發(fā)生共晶反應(yīng)時所構(gòu)成的相圖。第四節(jié)二元共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變共晶反應(yīng)）：一定化學(xué)成分的合

24、金在一定共晶轉(zhuǎn)變共晶反應(yīng)）：一定化學(xué)成分的合金在一定的溫度下恒溫），同時由液相中結(jié)晶出兩種不同成分的溫度下恒溫），同時由液相中結(jié)晶出兩種不同成分和不同晶體結(jié)構(gòu)的固相。和不同晶體結(jié)構(gòu)的固相。以 P b S n 相圖為例進行分析。二元共晶相圖PbSnSn%T C鉛-錫合金共晶相圖液相線液相線L固相線固相線 + L + L + 固溶線固溶線 固溶線固溶線（1相圖分析二元共晶相圖PbSn 合金相圖及成分線合金相圖及成分線AB 相：相圖中有L、三種相,是溶質(zhì)Sn在Pb中的固溶體，是溶質(zhì)Pb在Sn中的固溶體。 相區(qū)：相圖中有三個單相區(qū)： L、；三個兩相區(qū)： L+、L+、+ ；一個三相區(qū)：即水平線CED。（

25、1相圖分析固溶線: 溶解度點的連線稱固溶線。相圖中的CF、DG線分別為Sn在Pb中和Pb在Sn中的固溶線。 固溶體的溶解度隨溫度降低而下降。共晶線：水平線CED。液固相線：液相線AEB，固相線ACEDB。A、B分別為Pb、Sn的熔點。AB 在共晶線對應(yīng)的溫度下183 ），E點成分的合金同時結(jié)晶出C點成分的固溶體和D點成分的固溶體，形成這兩個相的機械混合物： LE (C + D)AB恒溫恒溫二元共晶相圖（1相圖分析相圖分析 共晶反應(yīng)的產(chǎn)物，即兩相的機械混合物稱共晶體或共晶組織。發(fā)生共晶反應(yīng)的溫度稱共晶溫度。代表共晶溫度和共晶成分的點稱共晶點。Pb-Sn共晶組織共晶體長大示意圖 SnSn原子原子分

26、散分散PbPb原子原子分散分散（1相圖分析相圖分析 具有共晶點成分的合金稱共晶合金。在共晶線上，凡成分位于共晶點以左的合金稱亞共晶合金，位于共 晶點以右的合晶點以右的合金稱過共晶合金稱過共晶合金。金。凡具有共晶線成凡具有共晶線成分的合金液體分的合金液體冷卻到共晶溫冷卻到共晶溫度時都將發(fā)生度時都將發(fā)生共晶反應(yīng)。共晶反應(yīng)。L+CDAB（1相圖分析相圖分析 含Sn量小于C點合金(合金)的結(jié)晶過程： 在3點以前為勻晶轉(zhuǎn)變，結(jié)晶出單相固溶體，這種直 接從液相中結(jié)晶出的固相稱一次相或初生相。 合金的結(jié)晶過程f 溫度降到3點以下，固溶體被Sn過飽和，由于晶格不穩(wěn)，開始析出相變過程也稱析出新相相。由已有固相析

27、出的新固相稱二次相或次生相，以表示 。 形成二次相的過程稱二次析出, 是固態(tài)相變的一種。 含Sn量小于C點合金(合金)的結(jié)晶過程：合金合金I的結(jié)晶過程：的結(jié)晶過程：L L+ +IIfPbSn 合金相圖ABCDEFG 由于二次相析出溫度較低，一般十分細小。%1004FGFQ室溫下的相對質(zhì)量百分比為：隨溫度下降，相的成分沿CF線變化，的重量增加。 含Sn量小于C點合金(合金)的結(jié)晶過程：ABCDEFG 合金室溫組織為 + （如右圖），次生相和初生相雖然成分和結(jié)構(gòu)完全相同，但形貌特征完全不同。成分大于D點合金結(jié)晶過程與合金相似，室溫組織為 + 。 液態(tài)合金冷卻到E點時同時被Pb和Sn飽和, 發(fā)生共晶

28、反應(yīng)： 共晶合金(合金)的結(jié)晶過程 （共晶反應(yīng)）PbSn PbSn 合金相圖合金相圖ABCDEFG恒溫恒溫LE (C+D) 析出過程中兩相相間形核、互相促進、共同長大，因而共晶組織較細，呈片、棒、點球等形狀。 共晶合金(合金)的結(jié)晶過程共晶反應(yīng)） 共晶合金(合金)的結(jié)晶過程共晶反應(yīng)） 成分分析X2TCtL( + )L( + )LL(+ ) 共晶體共晶體冷卻曲線PbSnTCL + L + L + 183cedd(61.9)e(97.5)c(19.2) 在共晶轉(zhuǎn)變過程中，L、 、 三相共存, 三個相的量在不斷變化，但它們各自成分是固定的。 共晶組織中的相稱共晶相，共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時，和相的相對質(zhì)量百分

29、比為：%6 .54%100%4 .45%1002 .195 .979 .615 .97%100QQcedeQ 共晶合金(合金)的結(jié)晶過程共晶反應(yīng)） 共晶結(jié)束后，隨溫度下降，和的成分分別沿CF線和DG線變化，并從共晶中析出 ，從共晶中析出，由于共晶組織細，與共晶結(jié)合，與共晶結(jié)合，共晶合金的室溫組織仍為(+)共晶體。室溫下兩相的相對質(zhì)量是多少？FGFEQ,FGGEQ PbSn PbSn 合金相圖合金相圖ABCDEFG E 合金液體在2點以前為勻晶轉(zhuǎn)變。冷卻到2點，固相成分變化到c點，液相成分變化到d點,此時兩相的相對質(zhì)量為：%1002%,1002)(cddQcdcQQdL 亞共晶合金(合金)的結(jié)晶

30、過程亞共晶）在2點，具有d點成分的剩余液體發(fā)生共晶反應(yīng)： L ( + )，轉(zhuǎn) 變?yōu)楣簿ЫM織，在共晶溫度下，兩相的相對質(zhì)量百分比為： 溫度繼續(xù)下降，將從一次和共晶中析出，從共晶中析出。其室溫組織+(+)+。%1002%,1002cecQceeQX3合金結(jié)晶過程分析（亞共晶合金）X3TCtLL+ ( + )+ + 12( + )+ PbSnTCL + L + L + 183cedL+(+ )+冷卻曲線合金III的結(jié)晶過程：L L+ +（+） +（+）+II 與亞共晶合金相似，不同的是一次相為,二次相為 室溫組織為+(+)+。 過共晶合金（）合金的結(jié)晶過程 第五節(jié)第五節(jié) 二元包晶相圖二元包晶相圖 包

31、晶相圖：當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶，并發(fā)生包晶反應(yīng)時所構(gòu)成的相圖。 以Pt-Ag相圖為例簡要分析： 相圖分析單相區(qū)：L、二相區(qū)：L+、 L+、+三相區(qū)：（D點L+ （水平線PDC）L+L+L + 水平線DPC稱包晶線，與該線成分對應(yīng)的合金在該溫度下發(fā)生包晶反應(yīng)：LC+D P 。該反應(yīng)是液相L包著固相, 新相在L與的界面上形核，并向L和兩個方向長大。包晶轉(zhuǎn)變包晶反應(yīng)）：在一定溫度下，由一個液相 包著一個固相生成另一新固相的反應(yīng)。 相圖分析包晶轉(zhuǎn)變： Ld + c ePtAgAg%TC鉑-銀合金包晶相圖L + L + L + cedfgTCtLL + L + + 冷卻曲線 PD成分

32、合金：勻晶包晶二次析出。 室溫組織為 +II+ + II時間溫度DC成分合金：勻晶包晶勻晶二次析出 室溫組織為 +II。時間溫度第六節(jié) 形成穩(wěn)定化合物的二元相圖 穩(wěn)定化合物：指在熔化前不發(fā)生分解的化合物(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C)。其成分固定，在相圖中是一條垂線(代表一個單相區(qū))。垂足是其 成分成分, 頂點是其熔點頂點是其熔點, 結(jié)晶過程同純金屬。結(jié)晶過程同純金屬。分析這類相圖時，可把分析這類相圖時，可把穩(wěn)定化合物當(dāng)作純組穩(wěn)定化合物當(dāng)作純組元看待，將相圖分成元看待，將相圖分成幾個部分進行分析。幾個部分進行分析。Mg2SiMg2Si+SiMg+ Mg2SiSiL+ Mg2SiL+ SiL+ Mg2SiL+ Mg第七節(jié) 具有共析反應(yīng)的二元相圖 共析相共析相圖圖共析轉(zhuǎn)變： ( + ) 共析體ABTC + + + cedL + L共析反應(yīng)(共析轉(zhuǎn)變)：是指在一定溫度下，由一定成分的固相同時析出兩個成分和結(jié)構(gòu)完全不同的新固相的過程。 共析轉(zhuǎn)變屬于固態(tài)相變。 最常見的共析轉(zhuǎn)變是鐵碳合金中的珠光體轉(zhuǎn)變: S P+ Fe3C 。( (奧氏體，奧氏體，鐵素體，鐵素體，F(xiàn)e3CFe3C滲碳滲碳體體) )PS鐵碳合金