金属学与热处理-3.4包晶相图.ppt

1,上节要点回顾,概念：共晶转变、亚共晶、过共晶、伪共晶、离异共晶共晶合金的平衡凝固理解伪共晶和离异共晶的形成,2,由液相同时结晶出两个固相的过程称为共晶转变。,3,Sn97.5%的合金可以看作是匀晶合金共晶合金亚共晶合金过共晶合金,共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：,4,5,共晶体的形成,成分互惠交替形核,片间搭桥共同生长,两相交替分布（共晶组织）,6,思考题,1、简单总结伪共晶、不平衡共晶和离异共晶的特点。伪共晶靠近共晶点附近的合金得到了全部共晶组织；离异共晶共晶组织没有显示出共晶的特征；不平衡共晶在不应该出现共晶的合金里出现了共晶组织。,7,由一个液相与一个固相在恒温下生成另一个固相的转变称为包晶晶转变。两组元在液态无限溶解，在固态有限固溶，并且发生包晶反应的相图，称为包晶相图。,3.6包晶相图,8,Pt-Ag相图,(1)相图分析,9,点A点、B点、C点D点、P点、E点线ACB线为液相线APDB线为固相线CDP线是包晶转变线,PE线为Ag在Pt中的固溶度曲线DF线为Pt在Ag中的固溶度曲线,10,相区单相区两相区三相线,Pt-Ag相图,11,（2）Pt-Ag合金的平衡凝固,Pt-Ag相图,含42.4%Ag的Pt-Ag合金,12,13,14,42.4%Ag66.8%的Pt-Ag合金,Pt-Ag相图,15,16,17,10.5%Ag42.4%的Pt-Ag合金,Pt-Ag相图,18,19,20,包晶反应时原子迁移示意图,（4）具有包晶转变的合金的不平衡凝固,21,由于包晶转变时，L和相中的A、B组元的扩散都必须通过相进行，而原子在固相中的扩散速度很慢，因此包晶转变的速度也相当慢，所以在实际生产条件下，由于冷却速度较快，原子不能进行充分扩散，因此包晶转变也不能充分进行。,22,除匀晶、共晶和包晶三种最基本的相图外还有其他类型的二元相图。,3.7其他类型的二元相图,23,Fe-B相图,熔晶转变相图熔晶转变是一个固相转变为另一个固相和一个液相的恒温转变。,（1）其他类型的恒温转变相图,24,偏晶转变的相图由一定成分的液相在恒温下，同时转变为另一个一定成分的液相和一定成分的固相的过程，称为偏晶转变。,Cu-Pb相图,25,合晶转变的相图由两个一定成分的液相L1和L2，在恒温下转变为一个一定成分的固相的过程，称为合晶转变。,26,共析转变的相图由一个一定成分的固相，在恒温下同时转变成另外两个一定成分的固相的过程，称为共析转变。,Fe-Ti相图,27,包析转变的相图由两个一定成分的固相，在恒温下转变成另一个一定成分的固相的过程，称为包析转变。,Fe-B相图,28,稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并在熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物。Mg-Si相图就是具有稳定化合物的相图，当含Si36.6%时，Mg-Si形成稳定化合物Mg2Si，其熔点为1087。,（2）组元间形成稳定化合物的相图,29,Mg-Si相图,30,31,不稳定化合物是指两组元形成的没有明显熔点，并在一定温度就发生分解的化合物。,（3）组元间形成不稳定化合物的相图,32,二元系各类恒温转变图型,33,34,35,3.8二元相图的分析和使用,36,对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简单相图再进行下一步分析。根据相区接触法则，区别各相区。找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区情况确定恒温转变的类型。这是分析相图的关键。利用相图分析典型合金结晶过程及组织。,复杂二元相图的分析步骤,37,I.包晶转变.包晶转变.包晶转变,38,.共析转变.共析转变.共析转变.共析转变,39,.包析转变.包析转变.熔晶转变.共晶转变,40,相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这些主要取决于相的特性及形成条件。相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件下，合金很少能达到平衡状态。,应用相图要注意的问题,41,本节要点,概念：包晶转变、共析转变、偏晶转变、熔晶转变、合晶转变、包析转变包晶合晶的凝固过程复杂二元相图的分析,下节内容：包晶相图,42,和共晶转变一样包晶转变也是恒温转变。A是B否,思考题,答案：A二元系的包晶转变是恒温转变。这可以通过相律计算，此时系统的自由度为0,43,2.实际生产中包晶转变难以进行完全的原因是：A实际生