铁碳合金相图和常用钢铁材料课件.ppt

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1、1.3铁碳合金相图一、合金的相图定义：平衡状态下，不同成分的合金，在不同温度下，合金的状态、显微组织形成规律的图形。1、合金相图的建立：实验法或理论计算法图1－13热分析法建立Cu－Ni相图Cu－Ni合金相图的建立100%14520%1083WNi=30%a’a70%c’cLα305070a)冷却曲线时间温度/℃CuNiWNi%b)相图50%bb’a’abb’cc’14521083匀晶相图两组元在液态和固态下均可以以任意比例相互溶解，在固态下形成无限固溶体的合金相图。如Cu-Ni、Au-Ag、Fe-Cr、W-Mo等1）相图分析（Cu-Ni）A—

2、—纯铜的熔点，1083℃；Lαt3l3α3l2α2t2t1α1l1t4l4α4L+α14’温度→WNi%→CuNiABB——纯镍的熔点，1452℃；A1B——液相线；A4’B——固相线；α——Ni溶入Cu形成的置换固溶体。AB1AB4’AB2）冷却过程LαL+α温度→WNi%→CuNiAB4’4’11Kk0LLαα时间→LαLα0kL→α+L→αα——成分沿B4’A变化，先析出含Ni%多；L——成分沿B1A变化，后析出含Ni%少。3）枝晶偏析实际金属结晶过程中，由于冷却速度快，先后结晶出来的固溶体成分不同，扩散来不及进行，使得晶粒内部化学成分不

3、均匀的现象。危害：材料的力学性能↓，加工工艺性↓，耐蚀性↓。措施：扩散退火（均匀化退火）2、共晶相图两组元在液态下无限互溶，在固态时有限互溶并发生共晶反应（转变），形成共晶组织的二元相图。Pb-Sn、Pb-Sb、Al-Si、Ag-Cu等1）相图分析①共晶相图的形成可以抽象的看做是两个匀晶相图叠加的结果。②相区与基本相（Pb-Sn为例）相图分析.1GFMEN1961.997.5183A327.5B231.9α＋βL+αL+βLαβPbSn102030405060708090WSi/%100200300400温度/℃单相区：L、α、β两相区：L+α

4、L+βα+β相图分析.2α相，Sn溶入Pb形成的固溶体；β相，Pb溶入Sn形成的固溶体。共晶反应：一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分各自固定的两个新固相的转变过程。相图分析.3③特性线与特性点A——327.5℃，纯Pb的熔点；B——231.9℃；纯Sn的熔点；E——共晶点，WSn=61.9%。相图分析.4AEB——液相线；AMENB——固相线；MEN——共晶线；成分＞M点合金，在此温度线，均发生共晶转变。MF——Sn在Pb中的溶解度曲线；NG——Pb在Sn中的溶解度曲线。2）典型合金的平衡结晶过程①WSn＜E点L+αLαGFMEN196

5、1.997.5183A327.5B231.9PbSn102030405060708090WSi/%100200300400温度/℃α＋βⅡⅠ1234WSn＜19％的合金室温组织：α＋βⅡ二次析出反应：从单一固溶体相中析出单一新固相的反应。结晶过程：匀晶反应＋二次析出反应②共晶合金（WSn=61.9％）α＋βGFMEN1961.997.5183A327.5B231.9PbSn102030405060708090WSi/%100200300400温度/℃ⅡL+αLαα+βⅡ共晶合金.1共晶组织：αM＋βN是α与β相成层片状交替分布的细密机械混合物。

6、室温组织：α＋β（αⅡ、βⅡ省略不计）结晶过程：共晶反应＋二次析出反应③亚共晶合金（WSn=19％~61.9%）GFMEN1961.997.5183A327.5B231.9PbSn102030405060708090WSi/%100200300400温度/℃Ⅲ12α＋βⅡ＋(α＋β)α＋βL+αLαα+βⅡ亚共晶合金.1自1点开始，α相成分沿AM线向M点变化，L相成分沿AE线向E点变化。室温组织：α+βⅡ+(α+β)结晶过程：匀晶反应＋共晶反应＋二次析出反应④过共晶合金（WSn=61.9%~97.5％）GFMEN1961.997.5183A32

7、7.5B231.9PbSn102030405060708090WSi/%100200300400温度/℃Ⅳ12β+αⅡ+(α+β)L+βα＋βL+αLαα+βⅡ+(α+β)α+βⅡ过共晶合金.1自1点开始，β相成分沿BN线向N点变化，L相成分沿BE线向E点变化。室温组织：β+αⅡ+(α+β)结晶过程：匀晶反应＋共晶反应＋二次析出反应3）相图相（组织）组分填写α＋βL+βL+αLαβA327.5B231.9GFMEN1961.997.5183PbSn102030405060708090WSi/%100200300400温度/℃α+βⅡL+βL+α

8、Lαβα+βⅡ+(α+β)β+αⅡ+(α+β)β+αⅡα+β二、Fe-Fe3C合金相图1、铁碳相图中的基本相1）纯铁纯铁：熔点1538℃，具有同素异晶