第八章 相平衡与相图原理

1、第八章相平衡与相图原理第一节相、相平衡与相律第二节二 元 相 图第三节铁 碳 相 图第四节三 元 相 图第一节相、相平衡与相律一、相的概念二、相平衡三、相律一、相的概念二、相平衡三、相律(一)组元与独立组元(二)自由度(三)相律第二节二 元 相 图一、二元相图的表示与建立方法二、杠杆定律三、二元相图的基本类型四、二元相图的分析五、相图与性能的关系一、二元相图的表示与建立方法(一)二元相图的表示方法(二)二元相图的建立方法(一)二元相图的表示方法图8-1二元相图的表示方法示意图(二)二元相图的建立方法图8-2热分析法测定Cu-Ni合金相图a)冷却曲线b)相图二、杠杆定律图8-3杠杆定律示意图三、

2、二元相图的基本类型(一)匀晶相图(二)共晶相图(三)包晶相图(四)其他类型的相图(一)匀晶相图图8-4Cu-Ni二元匀晶相图(一)匀晶相图图8-5Cu-Ni合金平衡凝固时的组织变化过程示意图(一)匀晶相图图8-6具有极值的匀晶相图a)具有极大点的匀晶相图b)具有极小点的匀晶相图(二)共晶相图图8-7共晶型二元相图(Pb-Sn二元相图)(二)共晶相图图8-8合金平衡凝固过程的冷却曲线与组织变化示意图(二)共晶相图图8-9Pb-Sn共晶合金冷却曲线及凝固过程示意图(二)共晶相图图8-10Pb-Sn共晶显微组织(二)共晶相图图8-11Pb-Sn亚共晶合金的冷却曲线及凝固示意图(二)共晶相图图8-12

3、50的Pb-Sn合金的室温显微组织(二)共晶相图图8-13Pb-Sn过共晶合金的冷却曲线及凝固示意图(二)共晶相图图8-1485的Pb-Sn过共晶合金的室温显微组织(三)包晶相图图8-15Pt-Ag二元合金相图(三)包晶相图图8-16Pt-Ag合金的平衡凝固过程示意图(三)包晶相图图8-17Pt-Ag合金的平衡凝固过程示意图(三)包晶相图图8-18Pt-Ag合金的平衡凝固示意图(四)其他类型的相图图8-19Mg-Si相图(四)其他类型的相图图8-20Cd-Sb相图(四)其他类型的相图图8-21K-Na相图(四)其他类型的相图图8-22Cu-Pb相图(四)其他类型的相图图8-23Fe-B二元相图

4、(四)其他类型的相图图8-24合晶相图示意图(四)其他类型的相图图8-25Fe-Ti二元相图(四)其他类型的相图图8-26具有共析转变的A-B二元相图四、二元相图的分析(一)二元相图的几何规律(二)二元相图的分析(一)二元相图的几何规律b801.tif(一)二元相图的几何规律图8-28两相区与单相区分(一)二元相图的几何规律图8-28两相区与单相区分界线的走向示意图(二)二元相图的分析图8-29Ni-Be相图(二)二元相图的分析图8-30Al-Mn相图五、相图与性能的关系(一)相图与合金使用性能的关系(二)相图与合金工艺性能的关系(一)相图与合金使用性能的关系图8-31相图与合金硬度、强度及电

5、导率之间的关系(二)相图与合金工艺性能的关系图8-32相图与合金铸造工艺性能之间的关系第三节铁 碳 相 图一、铁碳合金基本相二、Fe-Fe3C相图分析三、铁碳合金及其平衡转变与组织四、铁碳合金组织与性能的关系五、铁碳相图的应用简介第三节铁 碳 相 图图8-33铁碳相图一、铁碳合金基本相(一)纯铁(二)铁素体和奥氏体(三)渗碳体(四)石墨(四)石墨二、Fe-Fe3C相图分析表8-2Fe-FC相图中各特性点及其含义三、铁碳合金及其平衡转变与组织(一)铁碳合金(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织(一)铁碳合金(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-34典型铁碳合金平衡转变过程分析示意图(二

6、)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-35工业纯铁凝固过程示意图及其室温组织(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-36共析钢凝固过程示意图及其室温组织(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-37亚共析钢凝固过程示意图(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-38亚共析钢的室温组织a)0.45b)0.20c)0.60(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-39过共析钢的平衡转变过程示意图和室温显微组织(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-40共晶白口铁的平衡转变过程示意图(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-41共晶白口铸铁室温组织(二)典型铁碳合金的

7、平衡转变过程及其组织图8-42亚共晶白口铸铁平衡转变过程示意图(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-43亚共晶白口铸铁室温组织(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-44过共晶白口铸铁平衡转变过程示意图(二)典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织图8-45过共晶白口铸铁室温组织四、铁碳合金组织与性能的关系(一)铁碳组织图和铁碳合金成分与组织的关系(二)铁碳合金成分与其组织和性能的关系(一)铁碳组织图和铁碳合金成分与组织的关系图8-46Fe-FC组织图(按组织分区的Fe-FC相图)(一)铁碳组织图和铁碳合金成分与组织的关系图8-47铁碳合金成分与相组成物相对量及与组织组成物相对量的关系

8、(二)铁碳合金成分与其组织和性能的关系五、铁碳相图的应用简介(一)在材料选用方面的应用(二)制订热加工工艺方面的应用(一)在材料选用方面的应用(二)制订热加工工艺方面的应用第四节三 元 相 图一、三元相图表示方法二、三元相图平衡相的定量法则三、三元匀晶相图四、三元共晶相图五、三元相图的相平衡判断方法六、三元合金相图实例分析一、三元相图表示方法(一)等边成分三角形(二)成分的其他表示方法(一)等边成分三角形图8-49等边成分三角形(一)等边成分三角形图8-49等边成分三角形中的特殊线(二)成分的其他表示方法二、三元相图平衡相的定量法则(一)直线法则和杠杆定律(二)重心定律(一)直线法则和杠杆定律

9、图8-50三元相图中的直线法则(二)重心定律图8-51三元相图中的重心定律三、三元匀晶相图(一)立体图及其投影(二)三元固溶体合金的凝固过程(三)等温截面与等温线(四)垂直截面(变温截面)(一)立体图及其投影(二)三元固溶体合金的凝固过程图8-53三元固溶体合金的凝固过程(二)三元固溶体合金的凝固过程图8-53三元固溶体合金的凝固过程(二)三元固溶体合金的凝固过程图8-54三元固溶体合金的蝴蝶形含量变化规律(三)等温截面与等温线图8-56等温截面上两相区(三)等温截面与等温线图8-56等温截面上两相区直线定律的应用(四)垂直截面(变温截面)图8-57三元匀晶相图上的垂直截面四、三元共晶相图(一

10、)立体图及其投影图(二)典型合金的结晶过程及其组织(三)等温截面与垂直截面(一)立体图及其投影图图8-58三元共晶相图立体图(一)立体图及其投影图图8-59三元共晶相图液相面投影图(一)立体图及其投影图图8-60三相平衡共晶转变的立体图a)Lb)投影图(一)立体图及其投影图图8-61三元共晶相图固相面及其投影与分解图a)固相面及其投影b)四相平衡共晶面投影c)三相平衡共晶转变终了面投影d)初生相凝固终止面投影(一)立体图及其投影图图8-63双析溶解度(一)立体图及其投影图图8-63双析溶解度曲面的投影(二)典型合金的结晶过程及其组织表8-3三元共晶型相图各相区的组织组成与相组成物(二)典型合金的结晶过程及其组织表8-3三元共晶型相图各相区的组织组成与相组成物(二)典型合金的结晶过程及其组织图8-64三元共晶型相图投影图各区域分布(二)典型合金的结晶过程及其组织图8-65合金x的结晶过程(三)等温截面与垂直截面图8-66四相平衡共晶面以下的两个等温截面(三)等温截面与垂直截面图8-67MN垂直截面及其与投影图的关系a)投影图b)MN垂直截面五、三元相图的相平衡判断方法(一)三相平衡(二)四相平衡(一)三相平衡图8-68液相单变线的走向判断三相平