第五章 三元合金相图

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1、第五章三元合金相图图81根据Fe－C－Si的3.5%Si变温截面图（5－1），写出含0.8%C的Fe-C-Si三元合金在平衡冷却时的相变过程和1100℃时的平衡组织。图5－12图5－2为Cu-Zn-Al合金室温下的等温截面和2%Al的垂直截面图，回答下列问题：1）在图中标出X合金（Cu-30%Zn-10%Al）的成分点。Y2）计算Cu-20%Zn-8%Al和Cu-25%Zn-6%Al合金中室温下各相的百分含量，其中α相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al，γ相成分点为Cu-18%Zn-11.5%Al。

2、3）分析图中Y合金的凝固过程。％图5－23如图5－3是A-B-C三元系合金凝固时各相区，界面的投影图，A、B、C分别形成固溶体α、β、γ。1）写出，和单变量线的三相平衡反应式。2）写出图中的四相平衡反应式。3）说明O合金凝固平衡凝固所发生的相变。图5－3图5－44图5－4为Fe-W-C三元系的液相面投影图。写出e1→1085℃，P1→1335℃，P2→1380℃单变量线的三相平衡反应和1700℃，1200℃，1085℃的四相平衡反应式。I，II，III三个合金结晶过程及室温组织，选择一个合金成分其组织只有三元

3、共晶。5如图5－5为Fe-Cr-C系含13%Cr的变温截面１）大致估计2Cr13不锈钢的淬火加热温度（不锈钢含碳量０.２％,含Cr量13％）２）指出Cr13模具钢平衡凝固时的凝固过程和室温下的平衡组织（Cr13钢含碳量2%）３）写出（１）区的三相反应及７９５e时的四相平衡反应式。图5－5图5－66如图5－6所示，固态有限溶解的三元共晶相图的浓度三角形上的投影图，试分析IV区及VI区中合金之凝固过程。写出这个三元相图中四相反应式。图5－77分析如图5－7所示的三元相图，该合金中E点成分为27Pb18Sn55Bi

4、，γ相成分取100％Bi。1）指出这个三元系的初晶面，写出四相平衡反应式；2）分析该三元合金系中1，2，3，4合金平衡结晶过程；3）要配制一个初晶为γ，具有三元共晶而无二元共晶且γ/三元共晶=0.5的合金，计算该合金的成分。第五章三元合金相图图81解答：0.8%C的Fe-C-Si三元合金在平衡冷却时的相变过程为L—α，L＋α—γ，L—γ，1100℃时的平衡组织为γ。2解答：1）Cu-30%Zn-10%Al合金的成分点见图中X点。2）Cu-20%Zn-8%Al合金，位于α+γ两相区边界线上，由α＋γ两相组成。C

5、u-25Zn-6Al合金位于α＋＋γ的三相区中，由α＋＋γ的三相区组成，可以从图中读出各相成分点：α：Cu-22.6Zn-3.45Al,γ：Cu-18Zn-11.5Al,β：Cu-30Zn-4Al故Cu-20Zn-8Al合金中α％＝×100％＝43.50%γ％＝1－α％＝56.5%Cu－25Zn－6Al合金中＝×100％=50%α%=(1-)×43.5%=21.75%,γ％=(1-)×56.5%=28.25%3)Y合金凝固过程：L－α，L－α＋β，β－α3解答：1)：L+α－β：L－β+γ：L－α+γ2)L+

6、α－β+γ3）O合金凝固过程：L－α,L+α－β,L+α－β+γ,α,β,γ同析。4解答：e－1085℃：L→FeC+γ；P－1335℃：L+α－γ；γ－1380℃：L+FeW2－α1700℃L＋WC＋W－η1200℃L＋η－γ+WC1085℃L－γ＋Fe3C＋WC5解答：1)2Cr13.不锈钢的淬火加热在γ相区，从图上估计为1050℃－1300℃；2）2％C，13％Cr刚的平衡凝固过程为：L－γ,L－γ+C；γ→α＋C（P）；α→C；室温下组织为C+P。3)1区的三相反应是：L+δ－γ795℃的四相平衡的反

7、应式：γ＋C－α+C6解答：Ⅳ区合金凝固过程为：L－α,L－α＋β，α－β互析；Ⅵ区合金凝固过程为：L－α,L－α＋β，L－α＋β+γ,随后α，β，γ同析；四相反应式为：L－α＋β＋γ7解答：四相反应式为137.4℃时P点：Lp+α－β＋δ99.5℃时E点L－β2＋δ＋γ三元系初晶面有δ、α、β、γ的四个初晶面；2）三元合金中合金1的结晶过程为：L－γ，L－γ+δ+β；合金2的结晶过程为：L－δ，L－δ+β，L－γ+δ+β；合金3的结晶过程为：L－α，L－δ+α,L＋α－β+δ；合金4的结晶过程为:：L－α,

8、L＋α－β+δ。3）由题意分析可知改合金成分位于γ(Bi)与E点的连线上，设其Bi含量为x,故有50%=×100%，故Bi含量为77.5%，即Pb%+Sn%=22.5%。由于成分线过Bi的顶点，故所求合金中可求得Pb%=9%，Sn=13.5%。