第七章二元系相图和合金的凝固ppt课件.ppt

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1、第七章二元系相图与合金的凝固IV二元包晶相图及其它相图材料科学基础2009-2010学年第一学期FundamentalsofMaterialsScience11.简单包晶相图的形成条件和主要特征A和B组元化学性质或原子尺寸相差较大，或晶体结构不相同。两个组元混合后，在液态下完全互溶，在固态下部分互溶，形成有限固溶体。部分成分的合金在冷却过程发生三相平衡反应：包晶反应。简单相图-包晶相图peritecticphasediagram2液相线固相线固溶线简单相图-包晶相图peritecticphased

2、iagram典型包晶相图分析3（１）相图中的区（a）３个单相区Ｌ：A和B无限互溶。：A为溶剂，B原子溶入A晶格中形成有限固溶体。：B为溶剂，A原子溶入B晶格中形成有限固溶体。和相区位于相图的两端，相和相也称为端际固溶体。（b）３个双相区：Ｌ＋，Ｌ＋，＋L+相区和L+相区：两相平衡反应：L；L冷却过程发生匀晶反应，从液相结晶出I固溶体。Ｌ；或从液相结晶出I固溶体。+相区：两相平衡反应：冷却过程发生脱溶分解，从和相中分别析出II和II。

3、＋II，＋II，固溶析出（脱溶分解）简单相图-包晶相图Eutecticphasediagram4（2）相图中的线ACB：液相线，合金开始结晶出或的温度。ADPB：固相线：合金结晶结束的温度。AD和AC：L+平衡共存时，液相和相成分随温度变化曲线。CB和PB：L+平衡共存时，液相和相成分随温度变化曲线。DF：B在A中的最大溶解度随温度变化的曲线，相饱和溶解度曲线。PG：A在B中的最大溶解度随温度变化的曲线，相饱和溶解度曲线。简单相图-包晶相图peritecticphase

4、diagram5水平线DPC：三相平衡共存：L++三相平衡反应，L+水平线上的点：D，P，C，三个单相区与水平线的接触点，代表三个平衡相的成分。冷却过程，在该温度，成分为C点的液相和成分为D点的固溶体反应生成固溶体。ＬC＋DP所有成分在D-C范围内的合金冷却到该温度都将发生包晶转变。简单相图-包晶相图peritecticphasediagram62.包晶反应在一定温度下，一定成分的液相和已结晶的一定成分的固相形成另一个成分和结构都不相同的固相的过程。简单相图-包晶相图平衡包晶反

5、应产物为成分均匀的单相固溶体或化合物。包晶反应是三相平衡反应，自由度F=0，转变在恒温下进行，三个相的成分在反应过程保持不变。在二元相图中对应一水平线DPC，称为包晶反应线。水平线对应的温度为包晶转变温度。peritecticphasediagram7水平线与三个单相区点接触，液相区和先结晶的一个固相区分别在包晶反应线的两端，一个固相区（包晶反应产物）位于共晶反应线下部的中间。三个接触点P、C、D分别代表了参与包晶反应的三个相的成分。C点对应的成分为液相的成分，D点和P点对应的成分代表两个固相的成

6、分。P点称为包晶点，具有该点成分的合金称为包晶合金。LPCD简单相图-包晶相图AmBnLPCDperitecticphasediagram8简单相图-包晶相图peritecticphasediagram3.平衡结晶过程9简单相图-包晶相图peritecticphasediagram+IILL+LL++II10计算包晶反应时的相对含量简单相图-包晶相图peritecticphasediagram100%W11简单相图-包晶相图peritecticphasediagra

7、m12包晶转变过程，相倾向于依附初生相的表面形核，并消耗液相和相而生长。相包围着初生相长大，使液相与相隔开，相就不能直接与液相L接触。液相和相中原子之间不能直接地相互扩散，必须通过相，导致了包晶转变的速度往往是极缓慢的。4.不平衡结晶：（1）包晶合金：实际生产中冷却速度较快，包晶反应过程原子扩散不能充分进行，导致包晶反应不完全，即在低于包晶温度仍然有液相或在仍残留在心部，液相在继续冷却过程发生匀晶转变或其它反应，形成包晶反应的非平衡组织。（2）成份在包晶线左侧的合金在冷却过程

8、不应该发生包晶反应，由于在不平衡匀晶转变过程，初生的平均成分线偏离平衡成分线，使部分剩余液相和初生发生包晶反应，形成少量的相。简单相图-包晶相图peritecticphasediagram13实例分析Pt-Ag相图简单相图-包晶相图peritecticphasediagram14Pt-Ag相图分析1.组元和相Pt和Ag均面心立方结构。在高温下液态下可以互溶。在固态下，两者不能无限即连续互溶，各自形成两种有限固溶体:相—是以Pt为溶剂的有限固溶体，Ag以单个原子溶在Pt的面心