《第三章5-共晶相图ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章5-共晶相图ppt课件.ppt（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、r 二元共晶相图:两组元在液态时相互无限互溶，在固态时相互有限互溶，发生共晶转变，形成共晶组织的二元系相图。 如Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Bi等合金系。r共晶转变(共晶反应):在一定的温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的转变过程.r共晶组织:共晶转变的产物(两固相混合物)一、相图分析一、相图分析 线（液、固、溶解度）、相区（单、两、三相）、线（液、固、溶解度）、相区（单、两、三相）、点、反应点、反应r特点特点:液相线:AE、BE,固相线:AMNB溶解度曲线:MF、NG三个单相区:L,三个两相区:L+, L+,+三相共存区: MEN水平线（共晶转变线） 在共晶线上发生共晶转
2、变: E为共晶点, tE为共晶温度,成分在共晶点的合金为共晶合金，成分在共晶点以左，M点以右的合金称亚共晶合金，成分位于共晶点以右，N点以左的合金称过共晶合金. NMtEEL 二、典型合金的平衡结晶过程二、典型合金的平衡结晶过程1 含锡量含锡量wSn19%的合金的合金（wSn=10% ）r缓冷到1点时,开始从液相结晶出固溶体.随温度降低, 数量不断增多,L相数量不断减少.其成分分别沿固相线AM和液相线AE变化. r冷却到2点,结晶完毕,全部变为固溶体,成分与原始液相相同(匀晶转变)r2-3点,保持 固溶体不变.r3点以下,Sn在固溶体中呈过饱和状态,多余Sn以固溶体形式从固溶体中析出.随温度的
3、继续降低, 固溶体的溶解度逐渐减少,析出不断进行. 相和相的成分分别沿MF和NG线变化.r合金结晶结束后室温组织:+如图,黑色基体为相，白色颗粒为 ， 分布在的晶界上，或在晶粒内析出。r 合金合金的显微组织的显微组织wSn=10%合金的显微组织合金的显微组织r合金合金的平衡结晶过程示意图的平衡结晶过程示意图 、两相的含量可用杠杆定律求出,如合金的、相的含量分别为：%1004%1004FGGwFGFw成分位于F和M之间的合金, 平衡结晶过程均与以上相似, 显微组织为+ ,只是两相相对含量不同.Pb-Sn合金相图r缓冷到温度tE=183时发生共晶转变：r继续冷却,共晶组织中和相都要发生溶解度变化:
4、 相成分沿MF线变化, 相成分沿NG线变化,分别析出次生相和 r结晶结束后组织为:(+)+ +(极少,忽略) NMtEEL 2 含锡量含锡量wSn=61.9%的合金的合金(共晶合金共晶合金) M和N相的含量可用杠杆定律求出：%6 .54%100195 .97199 .61%100%4 .45%100195 .979 .615 .97%100MNMEwMNENwNMr共晶组织中共晶组织中M和和N相的含量相的含量如图, 和呈层片状交替分布,其中黑色为相,白色为相,次生相在显微镜下难以分辨.r 合金合金的显微组织的显微组织r共晶合金的平衡结晶过程示意图共晶合金的平衡结晶过程示意图按两相的分布形态，可
5、分为：层片状、棒状（条状或纤维状）、球状（短棒状）、针片状、螺旋状等。原因原因:共晶组织中两个组成相的本质决定了其形态.r 共晶组织的形态共晶组织的形态3 合金合金的结晶过程的结晶过程( (亚共晶合金亚共晶合金 1919wSn61.9%） 过共晶合金:成分位于共晶点E以右,N点以左r过共晶合金的显微组织过共晶合金的显微组织白亮色卵形部分为先共晶固溶体,其余为共晶组织综合以上几种不同成分合金的分析,可以看出:rF-M成分范围内,合金组织为+r亚共晶合金的组织为:+共晶组织(+)r共晶合金完全为:共晶组织(+)r过共晶合金的组织为:+共晶组织(+)rN-G成分范围内,合金组织为+ 其中,、及(+)
6、在显微组织中能清楚区分,是组成显微组织的独立部分,称组织组成物。 从相的本质看，它们都由和两相组成，和两相是组成合金的基本相，称为合金的相组成物。r为分析组织方便,了解合金系中任一合金在任何温度下的组织形态,常把合金平衡结晶后的组织直接填写在合金相图上，如图r 合金的组织组成物和相组成物的相对含量都可以用杠杆定律计算。例如,WSn=30%的合金共晶转变结束后，相和（）共晶组织的含量分别为:%4 .74%100199 .61309 .61%100MEPEW%6 .25%100199 .611930%100)(MEPMW22 相组成物和相的含量分别为：%14%100195 .971930%100%
7、86%100195 .97305 .97%100MNMpWMNpNW 三、不平衡结晶及组织三、不平衡结晶及组织1 伪共晶伪共晶在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也可得到全部共晶组织,这种非共晶成分的合金得到的共晶组织称伪共晶.原因原因:此时液相对相和相都是过饱和的,可以同时结晶出相和相.伪共晶区伪共晶区的形状分两类:a)随温度降低,伪共晶区相对共晶点近乎对称地扩大金属与金属金属与金属b)伪共晶区偏向一边歪斜地扩大. 金属与非金属金属与非金属r伪共晶区形状形成的原因伪共晶区形状形成的原因:取决于共晶中两个相单独生长时的长大速度和过冷度的关系. 若两相单独生长时的长大速度与过
8、冷度的关系差别不大,则伪共晶区向共晶点下面两边呈对称性扩大.若两相单独生长时长大速度与过冷度关系相差很大,其中一相的长大速度随过冷度增加下降很快,则该相的生长会受抑制,使伪共晶区歪斜地偏向该相一边.r影响相长大速度的因素影响相长大速度的因素由各相本身的晶体结构及其固液界面的性质决定.晶体结构复杂并呈光滑界面的相,其长大速度随温度的降低而下降较快,所以伪共晶区向该相区偏斜.举例举例: :Al-Si合金系中，共晶合金在快冷条件下结晶后得到亚共晶组织。原因原因: :图中伪共晶区偏向Si的一侧,这样,共晶成分液相表象点a不会过冷到伪共晶区内,只有先结晶出相,相向液体中排出Si溶质原子,液体成分达到b点
9、时,才发生共晶转变.结果,共晶点像向右移动了一样,共晶合金变为亚共晶合金. r伪共晶区在相图中的位置可用来解释一些现象伪共晶区在相图中的位置可用来解释一些现象2 离异共晶离异共晶先共晶相数量较多、共晶组织较少时，共晶组织依附于先共晶相生长，剩余的另一相单独存在于晶界处，使共晶组织特征消失,这种两相分离的共晶称为离异共晶。Eg.在合金成分偏离共晶点很远的亚共晶中,其转变在存在大量先共晶相的条件下进行.若冷却速度很慢,过冷度小,则共晶中的相在已有先共晶上长大,要比重新形核长大容易.这样,相易于与先共晶相合为一体,而相存在于相晶界处.成分越靠近M点,越易发生离异共晶. 四、四、比重偏析比重偏析r 定义定义:由组成相与溶液之间密度差别引起的一种区域偏析。r影响因素影响因素:与合金组元的密度差、相图结晶的成分间隔及温度间隔等因素有关。r防止方法防止方法：增大冷却速度;加入第三种元素;热对流、搅拌。r应用：应用：除杂质、提纯贵金属。五、区域偏析五、区域偏析正偏析：正偏析：对于k01的合金，先凝固的外层中溶质元素含量较后凝固的内层低，是正常偏析。原因：原因：溶质原子在固相内基本不扩散。消除：消除：压力加工或热处理,浇注时采取适当措施。反（负）偏析：反（负）偏析：在k01的合金中，外层的溶质元素含量比内层的溶质元素含量高。原因：原因：液相的内压。