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1、包晶、共析和稳定化 合物相图 KEY 3-6 二元包晶相图 定义：当两组元在液态时无限互溶， 在固态时形成有限固溶体而且发生 包晶反应时，其所构成的相图 常用的Fe-C，Cu-Zn，Cu-Sn等合金 相图中，均包括这种类型的相图 下面以Fe-C合金高温部分的相图 为例对包晶相图进行简要分析 1）相图分析）相图分析三个局部的匀晶相图三个局部的匀晶相图 一条水平线组成一条水平线组成 1）相图分析 从相图中可以看出，相图包含有L、三个单相区和L+ 、 L+ 、 + 三个两相区 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） 2）包晶反应）包晶反应 定义：定义：包晶
2、水平线上发生的反应是由一种液相和一种固包晶水平线上发生的反应是由一种液相和一种固 相相互作用生成另一种固相的转变过程相相互作用生成另一种固相的转变过程 LB H J 成分为成分为B(O.53B(O.53 C)C)的液相的液相L LB B 成分为成分为H(0.09H(0.09C)C) 的初晶的初晶HH 成分为成分为J(0.017J(0.017C)C) 的的JJ固溶体固溶体 2 2）包晶反应）包晶反应 L L 反应产物反应产物形核、成长形核、成长 新相新相 对内不断“吃掉”对内不断“吃掉” 相，向内扩张相，向内扩张 直到液相和固相任一方直到液相和固相任一方 或双方消耗完了为止，或双方消耗完了为止，
3、 反应才告结束反应才告结束 由于是一相包着另一相进行反应，故称为由于是一相包着另一相进行反应，故称为包晶反应包晶反应 液相液相L L 固相固相 交界面上交界面上 形成一层相外壳形成一层相外壳 三相共存三相共存 对外不断消耗液相，向液内长大对外不断消耗液相，向液内长大 二元共析相图 两组元组成的合金系在固态下发生共析反应时所构成的相 图 所谓共析反应是在一定温度下， 由一定成分的固相同时析出两个 成分和结构完全不同的新固相的 反应 c 1d 2e+ 如图所示，图中的水平线dce线为共析反应线， 在该线温度下发生共析反应 反应产物为两相机械混合物，称为共析体 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0
4、7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺） 共析反应是在固态下进行的共析反应是在固态下进行的 反应中的原子扩散比较困难反应中的原子扩散比较困难 易于达到较大的过冷度易于达到较大的过冷度 生核率高生核率高 与共晶组织相比，共与共晶组织相比，共 析组织要细得多析组织要细得多 共析反应的特点共析反应的特点 形成稳定化合物的二元相图形成稳定化合物的二元相图 稳定化合物稳定化合物是指在熔化前不发生分解的化合物（如是指在熔化前不发生分解的化合物（如MgMg- -SiSi系系 的的MgMg2 2SiSi和和FeFe- -C C系的系的FeFe3 3C C）；其成分固定，在相图中是一条）；其成分固定，在相图
5、中是一条 垂线（代表一个单相区）；垂足是其成分，垂线（代表一个单相区）；垂足是其成分， 顶点是其熔点，顶点是其熔点， 结晶过程同纯金属结晶过程同纯金属 分析这类相图时，分析这类相图时，可可 把稳定化合物当作纯组把稳定化合物当作纯组 元看待元看待，将相图分成几，将相图分成几 个部分进行分析个部分进行分析 上面介绍的匀晶相图、共晶相图、包晶相图、 共析相图和形成稳定化合物相图等都只是相 图的基本类型，而实际的二元相图比较复杂， 往往包括几种基本相图，在进行分析时可按 下列步骤进行分析 二元相图的分析步骤二元相图的分析步骤 1. . 先分清图中包括哪些基本类型的相图先分清图中包括哪些基本类型的相图
6、2. . 相区的确定相区的确定 两相区的确定：两个单相区之间夹有一个两相区，该两两相区的确定：两个单相区之间夹有一个两相区，该两 相区的相由两个相邻单相区的相组成相区的相由两个相邻单相区的相组成 相区接触法则：相邻两个相区的相数差为相区接触法则：相邻两个相区的相数差为1 1 单相区的确定单相区的确定 相图中液相线以上为液相区相图中液相线以上为液相区 相图中每一条水平线必定与相图中每一条水平线必定与3 3个单相区接触个单相区接触 三相区的确定：三相区的确定：二元相图中的水平线是三相区，其三二元相图中的水平线是三相区，其三 个相由与该三相区点接触的三个单相区的相组成个相由与该三相区点接触的三个单相
7、区的相组成 常见三相等温水平线上的反应常见三相等温水平线上的反应 3. .分析典型合金的结晶过程分析典型合金的结晶过程 做出典型合金冷却曲线示意图，二元合金冷却曲线的做出典型合金冷却曲线示意图，二元合金冷却曲线的 特征是特征是 在单相区和两相区冷却曲线为一斜线；在单相区和两相区冷却曲线为一斜线； 由一个相区过渡到另一个相区时，冷却曲线上出现拐点由一个相区过渡到另一个相区时，冷却曲线上出现拐点, ,发发 生三相等温转变时，冷却曲线呈一水平台阶生三相等温转变时，冷却曲线呈一水平台阶 分析合金结晶过程分析合金结晶过程 画出组织转变示意图画出组织转变示意图 计算各相、各组织组成物相对重量比：在单相区，合金由单相计算各相、各组织组成物相对重量比：在单相区，合金由单相 组成，相的成分、重量即合金的成分、重量；在两相区，两相的成组成，相的成分、重量即合金的成分、重量；在两相区，两相的成 分随温度下降沿各自的相线变化，各相、各组成物的相对重量可由分随温度下降沿各自的相线变化，各相、各组成物的相对重量可由 杠杆定律；在三相区，三个相的成分固定，相对重量不断变化，杠杠杆定律；在三相区，三个相的成分固定，相对重量不断变化，杠 杆定律不适用。杆定律不适用。 有缘学习更多+ 谓y g d 3 0 7 6 考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）