第5章二元相图总结

1、第5章5.1二元相图重点：会画自由能成分曲线、枝晶偏析、离异共晶和非平衡共晶的区 别。1. 多相平衡的公切线原理合金中多相平衡的条件是同一组元在各相中的化学势相等2. 从自由能一一成分曲线推测相，图会画（重要）3. 匀晶相图由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变要无限互溶需满足条件：两者的晶体结构相同，原子尺寸相近，尺寸差小于 5%；两者有相同的原子价和相似的电负性4. 非平衡凝固在工业生产中，合金溶液浇铸后的冷却速度较快，在每一温度下不能保持足 够的扩散时间使凝固过程偏离平衡条件一一非平衡凝固（1）固相平均成分线和液相平均成分线，均与冷却速度有关，冷却速度越 大，它们偏离固、液相线越严重，

2、反之冷速越小，它们越接近固液相线。（2）先结晶部分总是富高熔点组元（3）非平衡凝固总是导致凝固终结温度低于平衡凝固时的终结温度5. 枝晶偏析（重要）固溶体通常以树枝状方式结晶，非平衡凝固导致先结品的枝干和后结品的枝 间成分不同一一枝晶偏析由于一个树枝晶是由一个核心结晶而成的，故枝晶偏析属于晶内偏析（微 观），在热力学上不稳定，可通过均匀化退火消除。在固相线以下较高的温度， 经过长时间保温使原子扩散充分，使之转变为平衡组织。6. 共晶相图及其合金凝固（1）液态无限互溶，固态只能部分互溶，甚至完全不溶共晶合金在铸造工业中的特殊性质：a.此纯组元熔点低。b.比纯金属有更好 的流动性，其在凝固之中防止

3、阻碍液体流动的枝晶形成。从而改善了铸造性能。 c.恒温转变减少了铸造缺陷，如偏聚和缩孔。d.共晶凝固可获得多种形态的显微 组织。（2）共晶合金的非平衡凝固 a.伪共品（重要）在非平衡凝固条件下，某些亚共品或过共品成分的合金也能得到全部的共品 组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织。若当合金中两组元熔点相近时，伪共晶区一般对称分布，若合金中两组元熔 点相差很大时，则伪共晶区将偏向高熔点组元一侧。原因：以低熔点为基的组成 相与液态合金成分差别较小，则通过扩散而能达到该组成相的成分就较容易，其 结晶速度较大，所以，在共晶点偏于低熔点相时，为了满足两组成相形成对扩散 的要求，伪共晶区得位置必须偏

4、向高熔点相一侧。b.离异共晶（重要）快冷到固相线时还未结晶完毕，剩余液相在共晶温度下发生共晶转变，生成 非平衡共品组织，分布在a相品界和枝品间，即最后凝固处，非平衡组织屮的a 相依附于初生相a上生长，3相被推到晶界处，两相分离，离异共晶。离异共晶和非平衡共晶组织的区别（重要）7. 包晶相图及其凝固组成包晶相图的两组元，在液态上可无限互溶，而在固态上只能部分互溶。包晶合金的非平衡凝固：包晶转变的速度极慢，影响包品转变能否进行完全的主要矛盾是所形成新相 p内的扩散速率。a. 实际生产中快冷，在低于包晶温度下，将同时存在参与转变的液相和a相， 其屮液相在继续冷却过程可能直接结晶出p相或参与其他反应，

5、而a相仍保留在 p相或参与其他反应，而a相仍保留在p相心部一一包晶偏析。b. 某些原来不发生包晶反应的合金，在快冷条件下，由于初生相凝固时存在 枝品偏析而使剩余的液相和a相发生包品反应。8. 调幅分解（概念重要）任意小的成分起伏都能使体系自由能下降，从而使母相不稳定，进行无热力 学能垒的调幅分解，由上坡扩散使成分起伏增大，从而直接导致新相的形成。9. 根据相图推测合金的性能（1）使用性能当形成稳定化合物（屮间相）时，其性能在曲线上出现奇点共晶成分及接近共晶成分的合金，通常组成相细小分散，则其强度、硬度可 提高。（2）工艺性能a.由于共晶合金的熔点低，并且是恒温转变，熔液的流动性好，凝固后容易

6、形成集中缩孔，合金致密，因此，铸造合金宜选择接近共晶成分的合金，固溶体 合金的流动性差，不如共品合金和纯金属，而且液相线与固相线间隔越大，即结 晶温度范围越大，树枝晶易粗大。b.压力加工性能好的合金通常是单相固溶体一一强度好，槊性好，变形均匀5.2三元相阁根据液相线和固相线，判断反应类型，以及相应的计算重要 基本概念：等边成分三角形、水平截面、垂直截面、投影图等边成分三角形：表示三元系成分的点位于两个坐标轴所限定的三角形内，这个三角形 叫做成分三角形或浓度三角形。常用的成分三角形是等边三角形。水平截面：三元相阁屮的温度轴与浓度三角形垂直，所以固定温度的截而阁必定平行于 浓度三角形。这样的截而称

7、为水平截而，也称为等温截而。垂直截面：固定一个成分变量，并保留温度变量的截而，必定与浓度三角形垂直，所以 称垂直截而或变温界而。投影图：若把一系列不同温度的水平截而屮的相界线投影到浓度三角形屮，并在每一条 投影上标明相应的温度，这样的投影图称为等温线投影图区域室温组织感1初晶a +二相共晶(a + b) +三相共晶(a + b + c)2初晶s +二相共晶(a + b) +三相共晶(a + b + c>l3初晶b +二相共晶(b + c) +三相共晶(a + b + c)4初晶c +二相共晶(b+c) +三相共晶(a + b + c)5初晶c +二相共晶(a + c) +三相共晶(a + b+c)6初晶a +二相共晶(a + c) +三相共晶(a + b + c)a£线初晶a +三相共晶(a十b + c)23£线初晶b +三相共晶(/1 + b+c)(2：£线初晶c +三相共鼎(a +