共晶相圖演示文稿

共晶相圖演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有31頁\編輯于星期三共晶相圖現(xiàn)在是2頁\一共有31頁\編輯于星期三一、相圖分析線（液、固、溶解度）、相區(qū)（單、兩、三相）、點、反應(yīng)現(xiàn)在是3頁\一共有31頁\編輯于星期三特點:液相線:AE、BE,固相線:AMNB溶解度曲線:MF、NG三個單相區(qū):L,,三個兩相區(qū):L+,L+,+三相共存區(qū):MEN水平線（共晶轉(zhuǎn)變線）在共晶線上發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變:E為共晶點,tE為共晶溫度,成分在共晶點的合金為共晶合金，成分在共晶點以左，M點以右的合金稱亞共晶合金，成分位于共晶點以右，N點以左的合金稱過共晶合金.現(xiàn)在是4頁\一共有31頁\編輯于星期三

二、典型合金的平衡結(jié)晶過程現(xiàn)在是5頁\一共有31頁\編輯于星期三1含錫量wSn≤19%的合金Ⅰ（wSn=10%）緩冷到1點時,開始從液相結(jié)晶出固溶體.隨溫度降低,數(shù)量不斷增多,L相數(shù)量不斷減少.其成分分別沿固相線AM和液相線AE變化.冷卻到2點,結(jié)晶完畢,全部變?yōu)楣倘荏w,成分與原始液相相同(勻晶轉(zhuǎn)變)2-3點,保持固溶體不變.3點以下,Sn在固溶體中呈過飽和狀態(tài),多余Sn以固溶體形式從固溶體中析出.隨溫度的繼續(xù)降低,固溶體的溶解度逐漸減少,析出不斷進行.相和相的成分分別沿MF和NG線變化.合金結(jié)晶結(jié)束后室溫組織:+Ⅱ現(xiàn)在是6頁\一共有31頁\編輯于星期三如圖,黑色基體為α相，白色顆粒為Ⅱ

，Ⅱ分布在α的晶界上，或在α晶粒內(nèi)析出。合金Ⅰ的顯微組織wSn=10%合金的顯微組織現(xiàn)在是7頁\一共有31頁\編輯于星期三合金Ⅰ的平衡結(jié)晶過程示意圖現(xiàn)在是8頁\一共有31頁\編輯于星期三

α、β兩相的含量可用杠桿定律求出,如合金Ⅰ的α、Ⅱ相的含量分別為：成分位于F和M之間的合金,平衡結(jié)晶過程均與以上相似,顯微組織為α+Ⅱ,只是兩相相對含量不同.Pb-Sn合金相圖現(xiàn)在是9頁\一共有31頁\編輯于星期三緩冷到溫度tE=183℃時發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變：繼續(xù)冷卻,共晶組織中α和相都要發(fā)生溶解度變化:α相成分沿MF線變化,相成分沿NG線變化,分別析出次生相Ⅱ和αⅡ結(jié)晶結(jié)束后組織為:(α+)+Ⅱ+αⅡ(極少,忽略)2含錫量wSn=61.9%的合金Ⅱ(共晶合金)現(xiàn)在是10頁\一共有31頁\編輯于星期三

αM和βN相的含量可用杠桿定律求出：共晶組織中αM和βN相的含量現(xiàn)在是11頁\一共有31頁\編輯于星期三如圖,α和β呈層片狀交替分布,其中黑色為α相,白色為β相,次生相在顯微鏡下難以分辨.合金Ⅱ的顯微組織現(xiàn)在是12頁\一共有31頁\編輯于星期三共晶合金的平衡結(jié)晶過程示意圖現(xiàn)在是13頁\一共有31頁\編輯于星期三按兩相的分布形態(tài)，可分為：層片狀、棒狀（條狀或纖維狀）、球狀（短棒狀）、針片狀、螺旋狀等。原因:共晶組織中兩個組成相的本質(zhì)決定了其形態(tài).共晶組織的形態(tài)現(xiàn)在是14頁\一共有31頁\編輯于星期三現(xiàn)在是15頁\一共有31頁\編輯于星期三3合金Ⅲ的結(jié)晶過程(亞共晶合金19<wSn<61.9%

）1-2點,勻晶轉(zhuǎn)變,結(jié)晶出α固溶體；溫度降到2點,α相和剩余液相成分分別達到M點和E點,在共晶溫度tE發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變:轉(zhuǎn)變結(jié)束后組織:先共晶α相和共晶組織(α+β)在2點以下繼續(xù)冷卻,將從α相(先共晶α相和共晶組織中的α相)和β相分別析出次生相βⅡ和αⅡ室溫組織:

α+βⅡ+(α+β)

亞共晶合金:成分位于共晶點E點以左,M點以右現(xiàn)在是16頁\一共有31頁\編輯于星期三

兩相的含量可用杠桿定律求出:比如,溫度降到2點,α相和剩余液相成分分別達到M點和E點,兩相的含量分別為:現(xiàn)在是17頁\一共有31頁\編輯于星期三圖中,暗黑色樹枝狀晶部分是先共晶α相,其中的白色顆粒是βⅡ,黑白相間分布的是共晶組織.其中,先共晶相的形態(tài):如果是固溶體,一般呈樹枝狀;如果是亞金屬和非金屬或化合物,則一般具有規(guī)則外形.亞共晶合金的顯微組織現(xiàn)在是18頁\一共有31頁\編輯于星期三亞共晶合金的平衡結(jié)晶過程現(xiàn)在是19頁\一共有31頁\編輯于星期三與亞共晶合金相比較:相同點:兩者平衡結(jié)晶過程和顯微組織相似.不同點:先共晶相為β;室溫組織:β+αⅡ+(α+β)

4合金Ⅳ的平衡結(jié)晶過程(過共晶合金:wSn>61.9%）過共晶合金:成分位于共晶點E以右,N點以左現(xiàn)在是20頁\一共有31頁\編輯于星期三過共晶合金的顯微組織白亮色卵形部分為先共晶β固溶體,其余為共晶組織現(xiàn)在是21頁\一共有31頁\編輯于星期三綜合以上幾種不同成分合金的分析,可以看出:F-M成分范圍內(nèi),合金組織為α+βⅡ亞共晶合金的組織為:α+βⅡ+共晶組織(α+β)共晶合金完全為:共晶組織(α+β)過共晶合金的組織為:β+αⅡ+共晶組織(α+β)N-G成分范圍內(nèi),合金組織為β+αⅡ其中,α、β、αⅡ、βⅡ及(α+β)在顯微組織中能清楚區(qū)分,是組成顯微組織的獨立部分,稱組織組成物。從相的本質(zhì)看，它們都由α和β兩相組成，α和β兩相是組成合金的基本相，稱為合金的相組成物。現(xiàn)在是22頁\一共有31頁\編輯于星期三為分析組織方便,了解合金系中任一合金在任何溫度下的組織形態(tài),常把合金平衡結(jié)晶后的組織直接填寫在合金相圖上，如圖現(xiàn)在是23頁\一共有31頁\編輯于星期三

合金的組織組成物和相組成物的相對含量都可以用杠桿定律計算。例如,WSn=30%的合金共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束后，α相和（α＋β）共晶組織的含量分別為:22現(xiàn)在是24頁\一共有31頁\編輯于星期三

相組成物α和β相的含量分別為：現(xiàn)在是25頁\一共有31頁\編輯于星期三三、不平衡結(jié)晶及組織1偽共晶在不平衡結(jié)晶條件下,成分在共晶點附近的亞共晶或過共晶合金也可得到全部共晶組織,這種非共晶成分的合金得到的共晶組織稱偽共晶.原因:此時液相對α相和β相都是過飽和的,可以同時結(jié)晶出β相和α相.偽共晶區(qū)現(xiàn)在是26頁\一共有31頁\編輯于星期三偽共晶區(qū)的形狀分兩類:a)隨溫度降低,偽共晶區(qū)相對共晶點近乎對稱地擴大金屬與金屬b)偽共晶區(qū)偏向一邊歪斜地擴大.金屬與非金屬現(xiàn)在是27頁\一共有31頁\編輯于星期三偽共晶區(qū)形狀形成的原因:取決于共晶中兩個相單獨生長時的長大速度和過冷度的關(guān)系.若兩相單獨生長時的長大速度與過冷度的關(guān)系差別不大,則偽共晶區(qū)向共晶點下面兩邊呈對稱性擴大.若兩相單獨生長時長大速度與過冷度關(guān)系相差很大,其中一相的長大速度隨過冷度增加下降很快,則該相的生長會受抑制,使偽共晶區(qū)歪斜地偏向該相一邊.現(xiàn)在是28頁\一共有31頁\編輯于星期三影響相長大速度的因素由各相本身的晶體結(jié)構(gòu)及其固液界面的性質(zhì)決定.晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜并呈光滑界面的相,其長大速度隨溫度的降低而下降較快,所以偽共晶區(qū)向該相區(qū)偏斜.現(xiàn)在是29頁\一共有31頁\編輯于星期三舉例:Al-Si合金系中，共晶合金在快冷條件下結(jié)晶后得到亞共晶組織。原因:圖中偽共晶區(qū)偏向Si的一側(cè),這樣,共晶成分液相表象點a不會過冷到偽共晶區(qū)內(nèi),只有先結(jié)晶出α相,α相向液體中排出Si溶質(zhì)原子,液體成分達到b點時,才發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變.結(jié)果,共晶點像向右移動了一樣,共晶合金變?yōu)閬喒簿Ш辖?

偽共晶區(qū)在相圖中的位置可用來解釋一些現(xiàn)象現(xiàn)在是30頁\一共有31頁\編輯于星期三2離異共晶先共晶相數(shù)量較多、共晶組織較少時，共晶組織依附于先共晶相生長，剩余的另一相單獨存在于晶界處，使共晶組織