共晶相图及其结晶.ppt

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1、第五节共晶相图及其合金的结晶共晶转变：由一定成分的液相同时结晶出两个一定成分固相的转变。LE==αM+βN共晶相图：具有共晶转变特征的相图。液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反应。共晶组织：共晶转变产物。（是两相或多相的机械混合物）Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Cu、Pb-Bi等合金系相图都是二元共晶相图βαL一、相图分析液相线:AEB；固相线:ACEDB固溶体溶解度线：FC,GD共晶线：CED水平线；共晶点：E点EABCDFG相区：单相区：L、α、β两相区：L+α、L+β、α+β三相区：L+α+β共晶转变式：LEαM+βN二、共晶系合金的平衡凝固和组织（一）端

2、部固溶体合金结晶过程：Lα(匀晶)αβⅡ(脱溶)室温组织：α+βⅡ（二）共晶合金(ωSn=0.619)结晶过程：Lα+βαβⅡβαⅡ室温组织：共晶体（共晶组织）：(α+β)共EABCDFGⅠ冷却曲线结晶过程示意图E:共晶点(包含共晶的成分与温度)共晶转变式：LE→αC+βD共晶成分β实际转变过程复杂：注意：(1)共晶转变产物(α+β)多相邻间隔协同长大，称为共晶体或共晶组织；(2)共晶体中随后析出的二次相多依附于原共晶体生长，故往往观察不到。αC→αF+βGEABCDFGⅠLLLEαC+βDLEαF+βGβD→βG+αF（三）亚共晶合金结晶过程：Lα初Lα+βαβⅡβαⅡ室温

3、组织：α初+(α+β)共+βⅡ亚共晶成分：C~E亚共晶转变式：L→αc+(αC+βD)先共晶相共晶体(组织)（四）过共晶合金结晶过程：Lβ初Lα+βαβⅡβαⅡ室温组织：β初+(α+β)共+αⅡ过共晶成分：E~D过共晶转变式：βD+(αC+βD)先共晶相共晶组织（五）合金的组织构成亚共晶合金：α+β成分在F~G之间的合金均由α+β相构成；但不同合金中两相的形成过程与形貌各不相同。共晶合金与过共晶合金呢？(α先共晶和α共晶)(βⅡ和β共晶)EABCDFG各成分合金的组织构成EABCDFGα先共晶+βⅡ+(α+β)共晶β先共晶+αⅡ+(α+β)共晶(α+β)共晶αⅠ+βⅡβⅠ+α

4、ⅡαⅠ三、共晶组织及其形成机理基本特征：两相交替排列分类：粗糙-粗糙界面（金属-金属型）共晶粗糙-平滑界面（金属-非金属型）共晶平滑-平滑界面（非金属-非金属型）共晶（一）粗糙-粗糙界面（金属-金属型）共晶类型：金属-金属共晶、金属-金属间化合物共晶特点：形态简单规则形成机理：两相交替形核长大片层厚度：相邻两相单片厚度之和。过冷度大，R大，层片薄。形态：取决于两相的体积分数和相界面的比界面能。一相的体积分数小于30%，且比界面能较高时，易形成棒状共晶。一相的体积分数在30%~50%时，利于形成层片状。（二）粗糙-平滑界面（金属-非金属型）共晶特点：形态不规则第三节二元共晶相图

5、（三）平滑-平滑界面共晶特点：形态很不规则四、共晶系合金的非平衡凝固和组织（一）伪共晶组织伪共晶：由非共晶成分的合金所得到的完全共晶组织。形成原因：不平衡结晶；成分位于共晶点附近。伪共晶区的位置：与共晶两相的结晶速度有关。偏向晶体结构复杂及具有平滑界面的相的一边。（二）离异共晶离异共晶：两相分离的共晶。条件：成分远离共晶点，初晶相对量很多。例题4.3.1按下列数据，作出A-B二元共晶相图。(1)tA>tB（tA，tB分别为组元A、B的熔点）(2)LwB=0.6==αwB=0.10+βwB=0.95(3)B在A中的溶解度随温度的下降而减少，温室是为0.03B；A在B中的溶解度不

6、随温度变化。例题4.3.2共晶反应如下：LwB=0.75==αwB=0.15+βwB=0.95求(1)wB=0.50的合金凝固后，α初与共晶体(α+β)的相对量；α相与β相的相对量。(2)若共晶反应后β初和(α+β)共晶各占一半，问合金成分如何。例题4.3.3:WB=40%的合金定向凝固，液-固界面平直，液相成分始终保持均匀，固相中扩散忽略。(1)求凝固后金属棒中共晶体的相对量。(2)求平衡凝固后共晶体的相对量第六节包晶相图及其合金的结晶包晶转变：一定温度下，由特定成分的固相与确定成分的液相发生反应生成另一种特定成分的固相的转变。包晶相图：两组元液态无限互溶，固态有限互溶并具

7、有包晶转变的相图。图形特点：一、相图分析点：线：区：LαβLp+αc=βD二、包晶合金的平衡凝固和组织（一）ωAg=0.424的Pt-Ag合金结晶过程：包晶转变机理：（二）其他包晶合金的平衡凝固三、包晶合金的非平衡凝固和组织包晶偏析：由于包晶转变不完全性而产生的组织变化与成分偏析现象。措施：扩散退火例题例题1：一种由WSiO2=0.90与WAl2O3=0.10所组成的物质，从1800℃以极其缓慢的速率冷却至1400℃，问在冷却过程中总共有哪几种相出现？例题例题2：(1)水平线上反应的性质。(2)各区域的