第三章(包晶相图)3-2

1、3-6 3-6 包晶相图及其合金的结晶包晶相图及其合金的结晶包晶相图：两组元在液态相互无限溶解，包晶相图：两组元在液态相互无限溶解，在固态相互有限溶解，并发生包晶转变在固态相互有限溶解，并发生包晶转变的二元合金系相图。例如：的二元合金系相图。例如：Pt-Ag、Cu-Zn 相图；相图； 1、相图分析：以、相图分析：以 Pt-Ag相图为例；相图为例；1.1相图中的点：相图中的点：a点：点： Pt的熔点；点：的熔点；点： Ag的熔点；的熔点；e点：包晶点点：包晶点1.2相图中的线：相图中的线：液相线：液相线：adb线；固相线：线；固相线：aced线；线；cf线：线： Pt溶入溶入Ag 的溶解度曲线；

2、的溶解度曲线；eg线：线： Ag 溶入溶入Pt的溶解度曲线；的溶解度曲线；1.3相图中的相区：相图中的相区：单相区：、单相区：、两相区：两相区：、；三相共存区：三相共存区：；相图中相图中ced水平线是包晶转变线。水平线是包晶转变线。反应式为反应式为dtceDL包晶反应：在一定的温度下，由一定成分的固相包晶反应：在一定的温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程，称为包晶转变或包晶反应。固相的转变过程，称为包晶转变或包晶反应。其中：其中：e点为包晶点；点为包晶点；e：包晶温度；：包晶温度；在包晶线上：在包晶线上：f=

3、c-p+1=2-3+1=0;2、典型合金的平衡结晶过程及组织典型合金的平衡结晶过程及组织2.1包晶点合金：含银量为包晶点合金：含银量为WAg=42.4%的的Pt-Ag合金合金: (合金合金）室温组织：室温组织： ；转变示意图如图所示：；转变示意图如图所示： 利用杠杆定律计算相对含量：利用杠杆定律计算相对含量： 当温度在当温度在1186时，时，未发生包晶转变时液相未发生包晶转变时液相L和和相的含量为：相的含量为：%83.42%1005 .103 .664 .423 .66%100%17.57%1005 .103 .665 .104 .42%100PCDCWPCPDWL 包晶转变的不平衡组织，可采

4、用长时间的扩散包晶转变的不平衡组织，可采用长时间的扩散退火来减少或消除。退火来减少或消除。3、不平衡结晶及组织：、不平衡结晶及组织：包晶偏析：由于包晶转变不能充分进行而产生包晶偏析：由于包晶转变不能充分进行而产生的化学成分不均匀现象。的化学成分不均匀现象。3-7 3-7 其它类型的二元合金相图其它类型的二元合金相图 1、组元间形成化合物的相图、组元间形成化合物的相图 形成稳定化合物的相图形成稳定化合物的相图2具有固态转变的二元合金相图：具有固态转变的二元合金相图：2.1共析转变：由一个固共析转变：由一个固相同时析出成分和晶体结相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相构均不相同的两个新固相的

5、过程。的过程。匀晶相图匀晶相图+共晶相图共晶相图2.2几个概念：几个概念：cde线为共析线，线为共析线，d点为共析点，点为共析点，共析反应：共析反应：+叫做共析组织；叫做共析组织；共析线所对应的温度叫做共析温度。共析线所对应的温度叫做共析温度。ectdd3-8 3-8 二元相图的分析和使用二元相图的分析和使用1、相图分析步骤：、相图分析步骤：1.1是否存在稳定化合物。是否存在稳定化合物。1.2熟悉单相区的相，再根据相接触法辨别其它相熟悉单相区的相，再根据相接触法辨别其它相区。区。原则：在二元相图中，相图内两个相邻相区的相原则：在二元相图中，相图内两个相邻相区的相数差为数差为1（点接触除外）；（

6、点接触除外）；即：两个单相区之间必定有一个由这两个相所组即：两个单相区之间必定有一个由这两个相所组成的两相区，两个两相区之间必须以单相区或三成的两相区，两个两相区之间必须以单相区或三相共存水平线隔开；相共存水平线隔开；1.3找出三相共存水平线和与之接触的三个单相区，找出三相共存水平线和与之接触的三个单相区，确定平衡转变性质。确定平衡转变性质。如表所示；如表所示；两曲线之间的两相区内发生两相平衡反应；两曲线之间的两相区内发生两相平衡反应；1.4分析典型合金的结晶过程及组织。分析典型合金的结晶过程及组织。1.4.1在两相区冷却时，每相成分沿相界线变化，在两相区冷却时，每相成分沿相界线变化，两相的相

7、对量可由杠杆定律求出；两相的相对量可由杠杆定律求出；1.4.2在三相水平线上，各相成分一定，反应前或在三相水平线上，各相成分一定，反应前或反应后组成相的相对含量可由杠杆定律求出；反应后组成相的相对含量可由杠杆定律求出；2、应用相图时要注意的问题：、应用相图时要注意的问题：2.1相图反映的是平衡条件下相的平衡，而不是相图反映的是平衡条件下相的平衡，而不是组织的平衡；组织的平衡；2.2相图给出的是平衡状态时的情况；相图给出的是平衡状态时的情况；2.3二元相图只反映二元合金相的平衡关系；二元相图只反映二元合金相的平衡关系；3、根据相图判断合金的性能：、根据相图判断合金的性能： 3.1根据相图判断合金的机械性能和物理性能：根据相图判断合金的机械性能和物理性能：3.1.1单相固溶体单相固溶体、区，性能呈曲线变化：区，性能呈曲线变化：固溶强化：随溶质浓度的增加，强度、硬度增加，固溶强化：随溶质浓度的增加，强度、硬度增加，塑性、韧性降低；塑性、韧性降低；随溶质浓度的增加，导电率降低，电阻率增高；随溶质浓度的增加，导电率降低，电阻率增高；3.1.2在两相区，性能呈直线变化，是两相的算术在两相区，性能呈直线变化，是两相的算术平均值；平均值；3.2根据相图判断合金的铸造性能：根据相图判断合金的铸造性能：如图所示如图所示；铸造性能主要指流动性、缩孔、热裂倾向及铸造性能主要