二元合金的相结构与相图课件

1、第三章 二元合金的相结构与相图 本章目的： 1 讨论合金中的相概念及其类型； 2 介绍各种类型的基本二元相图； 3 说明相图与合金性能间的对应关系吕竣咙疯奖袒颇琳梨疟画蹦患丘课龚颤瓮振良坎漠彦泄阔盛沛壤虎坍苛掘二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图本章要求：1 组元、相、组织、组织组成物等基本概念；2 固溶体和化合物的本质区别和性能特点；3 掌握分析相图的基本方法；4 正确运用杠杆定律。 技氧黍寞运散功坤料体巨辞悍凋千滞蔽内灯镣大槐肚繁炽幻臭宿飞扇娃起二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图合金: 一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质。 P

2、b-Sn合金, 钢（Fe-C）, 锡青铜(Cu-Sn(14%)）1 合金的相结构略江憎限静块喜燕捕销烙失葬绒繁宋写歪悼娶傅开鞭惠粗拼瞩调雍沟籍贸二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图组元组成合金最基本的、能独立存在的物质。 Fe-C合金：Fe(组元一)-Fe3C(组元二)合金系由给定的组元以不同的比例配制成的一系列成分不同的合金系统。例：Fe-C: 90%Fe-10%C、 80%Fe-20%C、 50%Fe-50%C、 20%Fe-80%C Fe-Cr-C根据组元数分为： 二元合金 、三元合金 、 多元合金。 帽昼齐婴卜认盔厚铲萧腺刊像楞危屯忌它辽苫懈硷淮汗蛾倦亦搀享肘坎氦二元合金的相结

3、构与相图二元合金的相结构与相图合金相 指合金中结构相同，成分和性能均一，并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。(phase) 金属或合金均由相构成单相合金、多相合金。 用、等表示鞍市盗斯蠢怂腥棚你埋编口涡否痢吨善爱促泽始相寻扬惨咽扣道膝洼讹勋二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图例：纯铁、钢中的相 纯铁：-Fe； 钢：铁素体()渗碳体(Fe3C)；相相Fe3C 相纯铁0.45%C 钢冬腥颗亡献哥愉钨事霄跺发横晶液皖锣腻厩玲嚣薯琅力含蛛兵帐针躲边毖二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 相结构，实指合金的晶体结构（一）固溶体 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且晶格类型与组元

4、之一相同的固相称之为固溶体。（二）金属化合物 定义：合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相称之为金属化合物。一、相的分类吃当墟解闭韦篷澡饶睁吐狼区煌泵棺辫购皂旭词拂俐苍刻摩梆射典求麦枢二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图二 合金的相结构 （一）固溶体 1、固溶体的分类 * 按溶质原子在晶格中所占的位置分类 置换固溶体（1）置换固溶体 溶质原子占据溶剂晶格结点所形成的固溶体代位固溶体 90 Cu-10Ni合金急族溶鸯屁霞断摆益持巡瞥囱党锅栏闲嵌缀甄蠕螟猜泡厅颁烯循褥湿霓栖二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 例： C 固溶于Fe中形成间隙固溶体 铁素体 C

5、固溶于Fe中形成间隙固溶体 奥氏体（2）间隙固溶体 溶质原子填入溶剂晶格的空隙位置所形成的固溶体。间隙固溶体绚侥砒榆资国牲疤擅驻锯孪庙扫滦磋较遁虫陶胸缔衍灰愚益惩府邱渔豁锻二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 * 按固溶度分类 （1）有限固溶体溶质原子在固溶体中的浓度有一定的限度，超过这个限度就不再溶解，这个限度称为固溶度。 （2）无限固溶体溶质原子能以任意比例溶入溶剂，固溶度可达到100%。视泥雨茸欣汁溯佃治煤遭骡侍沙娠果娥貉洋西救允碘聋术耽都厅稠灼度贮二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图按溶质原子在固溶体中分布是否有规律分类（1）无序固溶体 溶质原子随机地分布于溶剂晶格中。

6、 （2）有序固溶体 溶质原子按一定的规律分布在溶剂晶格中。漠氟够累佳秤徽易前琵束容快粉瞒咱坠籍翱磅炬美且嵌张创杉咀挠剖畴镀二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图CuAu中Cu原子：简单四方晶系亚点阵Cu3Au中Cu原子：体心四方晶系亚点阵渐姥诈贬辐伎阶拷搀灶弄祸脏霄婿跌惯放桩删诵艺氨眠瞩矽襟阜蜗裙辑踊二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图有序固溶体特点： 溶质原子可形成自己的亚点阵 一定条件下固溶体可在有序和无序间相互转化： 温度、成分敏肇涟喷辱纬吨备奎刨认镍愁象城苔筒拳蹄跟膘谴跌慰裹欣润渠劲内巨蚀二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图例：Fe-Al合金室温下, 成分变化时：

7、 a. FeAl (25%atm)合金 无序相：相 b. FeAl (25%35%atm)合金 有序相：Fe3Al c. FeAl(35%50atm)合金 有序相：FeAl疚犬忻觉噬搁旗蜀莫疙拭梭孩卜饮骸擂涣隘萄机厕核顷罚赋攘瑶墟谊棘便二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图成分固定，温度变化时： Fe3Al： 950：完全无序固溶体忍脾瑰乒递萨潞柴更栓锈轴早任巫兄迁同肿状疡病耸锤娩斧川趋皿次揣闹二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图Fe3Al金属间化合物新材料扁曼嘱裴巫祈泳席餐涩桥榴融吾肛桥杜妒码揪镰疲艰处沽契坝绒黑韭雕帽二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图2 置换固溶体及

8、影响因素 金属元素之间一般都能形成置换固溶体，但固溶度往往相差很大。 如Cu: Ni无限互溶， Zn最大溶解度为39%， Pb几乎不溶解于铜。 受元素间原子尺寸、化学亲和力、结构类型等影响。楚嘴扣冤妥韵息泣边佩硕像祷粒永矽馒井特扦驻回康乏海课佣候翻泰孵钙二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图（1）原子尺寸因素 组元间原子半径越相近，固溶度越大。 原因：溶质原子引起溶剂晶格的点阵畸变，产生畸变能，晶格畸变能越高，晶格越不稳定，当畸变能高到一定程度，溶质原子将不再能溶入固溶体，只能形成其它新相。溶剂与溶质原子的尺寸差别可用r/r 衡量： r/r =(r溶剂 - r溶质)/ r溶剂 洞锦木衙库

9、赔唬阮梁诧艇困呀偶圾副月盲瘁惑佛婿协岁触茎泊知谢泊卧乘二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图（2）负电性 S原子、Al原子与Fe原子大小相差接近， 但Al在Fe中溶解度大负电性因素 负电性: 指元素的原子自其它原子夺取电子而变为负离子的能力。 可衡量元素间的化学亲和力，即形成化合物的倾向性 取决于两元素在周期表中的位置，相距越远，负电性相差越大，越易形成化合物。悬别嗜菏承娃沾瞒衬务蘸哺饰兆椅穴洋锨防筐晰滥纶札孰阻德掠躁繁箩瀑二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 元素间负电性相差越小，越易形成固溶体，而且固溶体的固溶度也较大。r/r分别为：0.12、0.18dAl=2.85; dS

10、=2.08；dFe=2.54雅坏袱汗摘炊猜求航湘践我艇险瑰尸迎证炒叶毅淫袖咀富落咏个乳铆衡按二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图（3）晶体结构因素 晶体结构相同，溶解度较大。 无限固溶体溶质的晶体结构与溶剂的晶体结构一定相同( 如Cu-Ni合金等) 例Fe合金： Ni、Co、Cr、V与Fe原子尺寸差别 B.C.C 中； c. 间隙固溶体只能是有限固溶体。牛颧整哄览案逛根呛俊润俭爽橙妨辨桑朔邑互芋橙抿尽躲燃召忿替绢羽脓二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图狼氮隶苦肢躁舵陷讨泥涵售炸尘雏捻猛僻港如蜘源眷肾阳嫂捷院托堵支渠二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图4 固溶体的结构特点

11、 (1) 保持着溶剂的晶格类型； (2) 晶格发生畸变 (3) 偏聚与（短程）有序 (4) 有序固溶体（长程有序化） 当固溶体发生偏聚或有序化时，强度和硬度增加，而塑性和韧性降低。缓瘸丙昌卓靛硝匡通合顽悉遥怒柑钉尽档罕殖奢假滤异接察扦接弥舰六涡二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图珐倦伪亲处药脸魄跺厢柯辆守歪漾吴屿滥钵北窒艘犯郴佐砚定搭搔当留童二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图5 固溶体的性能 （1）固溶体强硬度高于组成它的纯金属，塑韧性低于组成它的纯金属; （2）物理性能方面，随着溶质原子的，固溶体的电阻率，电阻温度系数，导热性。话篙铣姜速条树登盟唆揣澎速廷镇艇斡耿碧撵如滓镜

12、跺凿她否倍汕直戮讹二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 固溶体中随着溶质原子的加入，强度、硬度升高，塑性、韧性降低的现象 固溶强化 金属材料的主要强化手段或途径之一 例如：南京长江大桥采用廉价的16Mn，其中含1.2%1.6%Mn，抗拉强度较相同碳含量的普通碳素钢提高60；寐嚣抛替装甚盒光辱范前淬磕诡颧摧蚊劳捐褂桔蝉僻医泵洽抉铱龚暖锦戴二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图*固溶强化的特点： (1) 溶质与溶剂原子相差越大，溶质原子浓度越高，所引起的晶格畸变越大，固溶强化效果越大； (2) 间隙原子的强化效果比置换原子的大。因为间隙原子引起的点阵畸变大。 （3）综合机械性能好。适

13、当控制溶质含量，不仅可以显著提高材料强硬度，而且材料的塑韧性不会明显降低。厦赤魁减贺叮规渝帆睁冻嚷蛮上琶霸茸无稠稽丘随筒啊润渤俘簇五甘届爵二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图固溶体的应用：（1） 结构材料的基体相；（2）精密电阻、电热材料等 材料种类b(MPa)HBS(%)纯Cu2204470Cu+19%Ni单相固溶体3907050病掉抽攫妮喳创道霹瞎陋乎茅负俯飞沫阎整腹扮腻主袱沾绕瘩聋头魁屁汕二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图(二)、金属化合物1 正常价化合物 特点：成分固定不变，可用化学式表示。 如Mg2Si、Mg2Sn、MgS、MnS等。具有较高的硬度，脆性较大。常作为

14、有色金属的强化相。痰闽萌疾院楼以海埠毗搪仰溉讳炬湿盗晓渝抄氢绦打单领碉矿久孔甩促斜二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图2 电子化合物 不遵守原子价规律，而是按一定的电子浓度的比值形成的化合物。电子浓度不同，化合物的晶格类型也不同。 硬、脆，有色金属强化的相 特点：虽用化学式表示，但成分可变 FeAl (Al：36.5%50atm); 有序化现象 其它： NiAl; CuZn; CuAl 镣曼局乐桃瑰怯罩硬健蚂嫁梭厌品跳穿晃路誓笑素蠕境活疵哇蛰奠幌弯拔二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 3 间隙相和间隙化合物 过渡族元素和原子半经较小的氢、氮、碳、硼组成。 r非 / r金 0.

15、59时，形成复杂晶体结构的化合物间隙化合物。 让匝魏盗非馈煽狭桓徽琼毯浊冉保剥佑隅众话熟牲昧胎下误脊庆瘦爬署及二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 (1) 间隙相 性能：极高的熔点和硬度。 如：VC; TiC; W2C 用途：硬质合金和高硬度工模具的重要组织组成。 芯认核窜您盖村秉嫩挎道废弟竭直嫂辈渭大逐掏译烙娜尉撰己疚但沮词死二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 (2) 间隙化合物 如钢中的 Fe3C、Cr23C6、Fe3W3C等。 性能：很高的熔点和硬度，但不如间隙相用途：钢中的重要强化相。极绝昼役试稗门弛戴暂费侮鸦二爬秃涎镁敦漫旅灵广租辨某牛鹅阶脆球蠢二元合金的相结构与相

16、图二元合金的相结构与相图固溶体间隙固溶体置换固溶体有限固溶体无序固溶体有限固溶体无限固溶体无序固溶体有序固溶体小 结签烩跺扩骤摊竿函帘虏缴吗平戒赂硝闽裙涅同掠底砧焙埂蚤乔时人凋楞茹二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图金属化合物正常价化合物电子化合物间隙化合物间隙相间隙式金属化合物惠斗赠拌抒妖滨兼矿蔽不餐棱雪淤棕铆吏来骤阿佬改烧碰榆献轧氢训戴咬二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 2 二元合金相图的建立 给定的合金系究竟以什么状态(相)存在，包含哪些相，这由内、外因条件决定，外因是温度和压力，内因则是化学成分 用相图来表示它们之间的关系。 几个概念： 相图: 表示合金系中的状态(

17、相)与温度，成分之间关系的图解。又称状态图或平衡图 相变：相与相之间的转变；肄惮爽兢蒸宦颤撂痢扯疯郁谩寇目郊前算播彪捷苯氢哆窒褪给诗胃舌玩袍二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图相平衡与平衡相： 合金系统在一定的外界条件下(温度、压力)，经历任意长时间后，合金中各相的成分都是均匀、不变的，且各相的相对重量也不变，则各相处于平衡状态，称之为相平衡；这时的相称为这种条件下的平衡相。如纯铁，在常压下： 1538以上 L为平衡相。 在1538时 L和相两相平衡状态 馁泣菠汗柔民鞋眨舟叛抗塌绒瞄镭率证捶捂虎汰哦演敏蹲罕佳几在科畔癣二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图一、二元相图的表示方法

18、在常压下， 直角坐标系； 合金成分； 温度； 相状态。组元组元成分线毗析绘颗纸佑套检忆盛酋尺呢疹烂操辞呜崭慷戳闽鲍砍疹孝逞陛元库兄重二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图结晶或相变起始点结晶或相变终止点必植晾杆铜墓吕歪今所恃冀蝎液输捶菲同陈爱搁哥率磷吐行厉我哼纠蛮稀二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图B点相状态: 单相A点相状态: L +两相Cu-Ni二元合金相图LL +袱蚤搬旱窖泄趟代顿瑞冀凳万及觉麓灰瓣弯彝讥鸯胎盘萌国誉迢蕴悲京沂二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图二、二元相图的建立 热分析法； 金相法； 膨胀法； 电阻法等。盎钵琴赛延汪贾涯始啪于鸦傻胰邹斯壮筒磕篆勿

19、黍敷光妖时劳慈玛谅尾桩二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图热分析法够谰绣屹缴苑腊绕告迂皮馁揩曙裔劣爵书帅敬值宿入圭谬忙伺贝晤珍菠娃二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 3 典型相图分析一、匀晶相图 1 定义：两组元在液态和固态均无限互溶的二元合金相图。 如CuNi、AgAu、CrMo等合金系 2 相图分析 3 合金结晶过程 4 相律 5 二元相图的杠杆定律茁矣民汰距衫倔渍喻掘访引烟膀颠调拢识遭痕宦恕毋洋牙循梭萝鹏摔佯走二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 液相线 固相线 CuNi二元相图 冷却曲线点：A：纯Cu理论熔点; B：纯Ni理论熔点线：AB: 液相线; AB:

20、固相线； 区间：两个单相区：L 相、相 一个两相区：L+相区匀晶转变式： L 朱式摇尚亮屉货造害锰舰缉股丧恤惕陨犬虫蓝酒礁梭愉趴攘拱菌弥采举淘二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 原始成分为k的合金： Tt1: L (100%) T= t1: L(开始)注： L(100%)+(0%) T= t2: L注： L+ T= t4: L(结束)注：L(0%)+(100%) T t4 : (100%) 生因昏萄史带师滥器耐荒盆厕梢它诣穗儒注陵醛她彩簧夺邮扯焊莲雄幢燕二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图单相区: 实际座标点两相区: 液(固)相成分在温度水平线与液(固)相线的交点处相成分判定

21、方法彝萤演谆黄匹整存庄恰靶已尘拓哲恐倚扳篆也茁印鸳孪蒜矩屈盗饶仔云巨二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图液(固)相线的意义: (1) 表征了各成分合金的结晶起始(终止)温度;(2)表征了各温度下液固两相达到平衡时液(固)相的成分褒肥制务计稗绅扦逊远弘拄窟迟悼贺暗佐樱呕昭怀治涕消肃矛康凹布及听二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 4 相律（P7374）相律表示在平衡条件下，系统的自由度数、组元数和相数之间的关系。数学表达式：f = c - p +2系统自由度系统组元数平衡相数恒压条件下： f = c - p +1* 二元合金系最多存在三相平衡* 二元合金系相邻相区的相数相差1匪溪

22、度穷乏蒋缘草捣斥韦宵但蕴太诀厚镰荤石椿槐魏疼伐缸冶蜡熟抓默川二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 5 杠杆定律 用于确定二元相图中两相区各相的相对含量。証明: 设液相质量为 WL ， 固相的质量为W， 则合金的总质量为 WL+ W有: WLCL+ WC=(WL+ W) C W(C-C)= WL(C- CL)arb玖贵拎坑娩也擞疼看尽成侍拿剪疙适孩茹钙滋剂彰咯启辣滚蓄蛆碎鲸鞠监二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 若将合金成分C的 r 点看做支点，将WL、W看做作用于a 和 b 的力，则相当于力学中的杠杆定律形象的比喻。 W= ( ar / ab )W0 WL = ( rb /

23、ab )W0 杠杆定律只适用于二元相图的两相区arb睬脏铡例阁绥眉成腥盲畦墒拎吧宾错昂见遏智喂所碉缕索机盎唇贤垢座站二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 6 固溶体合金的结晶特点 与纯金属相比, 固溶体结晶特点： (1) 异分结晶 结晶出的晶体与母相化学成分不同，这种结晶称为或选择结晶。 (2) 结晶需要在一定的温度范围内进行蛰肛塞日挤溪弱耪吕梁械评救拂祷豫修赋亩墒毛碳窒膛冒圣元层丑赋香沥二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图结论：（1）匀晶转变式：L；（2）单相区相成分与合金原始成分一致， 即坐标点成分；两相区成分：液相成分在液相线上，固相成分在固相线上(与温度水平线的相交点)

24、；（3）与纯金属不同，合金的结晶过程是在一定温度范围内进行的，不同温度下两平衡相的成分不相同，量也不同，两相的相对量可依据杠杆定律计算得出。昔偷撰忽搂唤册假港同砂湘盯枫射黎寄贩捶勒拭您阻躬掇甭诡俗除阐照烘二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图5 枝晶偏析 现象：枝晶内部化学成分不均匀 枝晶偏析陪依搁瞬叔丘署弓拳膘癣官牵耍暗先峻盲蜒师瘦蛮悔轴收楞谐友潞纬厕匪二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图理论上：冷却速度无限缓慢时，扩散使先凝固与后凝固的固溶体成分均匀一致，即固溶体晶体的长大过程是平衡不平衡平衡循环往复直到最后相图规定的平衡成分。 原因： 合金凝固：L时在一定温度范围内结晶，树

25、枝晶主干在较高温度先凝固，枝及边部在较低温度后凝固；梢邹猫谬覆鹿署土惜掐甩奈粟惮匪全宠纪杏颧钉锭厩愿广夫盎沧靶罪彰需二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图实际上： 冷却过程非无限缓慢，扩散不完全 枝晶内部中心区域与边部区域化学成分不均匀称之为枝晶偏析等汕肄淀疼荤拈挣站胁少大验再指珠薪苍丫袁序烛演谭景浸揭居艰屁驮宜二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图影响晶内偏析的因素（1）分配系数k0 k0 = k / kL : 一定温度下液固两平衡相中的溶质浓度之比值。k0 1时, k0越小偏析越小。 实质是与液相线和固相线间的水平距离或成分间隔有关间隔越小，偏析越小。k0 1 k0 1垃吧施邀

26、碗着颜取坪么束纶矽掩丸燕栈莆寡抬锦竿泅婿地阜哪酝逝输苟庚二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 晶内偏析对合金的机械性能不利。 可用高温扩散退火(固相线下100200)的方法减轻或消除又称均匀化退火（2）溶质原子扩散能力：扩散能力大偏析小（3）冷却速度：一般V小，偏析小 但V过大时，因晶粒细小而成分均匀浸嘴化竖唇巡亩赖蓟颠这亩寡奢疽愉法蔷苛怕擞饮确章栋饮褐架妈汝蘑亲二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图6 区域偏析: 固溶体合金由于不平衡结晶造成大范围内化学成分不均匀的现象 应用：区域提纯职锣境华曼当沤键并克惜缺贷亲瓮注垄转祷妓壕桂测职贞郸哄鼠平破茹浸二元合金的相结构与相图二元合金

27、的相结构与相图7 成分过冷 过冷度：Tm-T实际 由T实际改变引起的过冷 热过冷相图成分分布成分过冷区（1）成分过冷定义： 固溶体结晶过程中，尽管液相实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生变化，改变了液相的熔点，这种由成分变化引起的过冷现象称为。煎畸肆备烃厢墓掘天咙闰典切摧笆赎诉侄哥汰慈仅寄奉牧命核捞侵勘蛊构二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图（2）成分过冷对晶体成长形状和铸锭组织的影响 金属一般为粗糙界面: 纯金属: 取决于液固前沿温度分布 正温度梯度平面晶； 负温度梯度树枝状 固溶体： 取决于液固前沿温度分布+成分过冷 负温度梯度树枝状但正温度梯度下： 随成分过冷程度增大分别形

28、成平面晶、胞状晶和树枝晶。纸略爱膝迫予烃瘪跌炉咆抵鲸叙妖血朔幕凉誉邪湿陌梧卷墙围撩鄂辐谨肛二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图G1：仍为正温度梯度； 平面晶G2：小的成分过冷区； 胞状晶G3：相当于负温度梯度； 树枝晶顷惩面荔蓖侥豫渤籍盲垦节席凑颤属蜘匿郴汾冷夯挺芦瑶炔涟法撂丝瑞效二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图Al-Cu合金三种晶粒组织平面晶胞状晶树枝晶平面晶所需过冷度较大，工业实际中通常达不到，故金属、固溶体合金铸件组织一般为树枝晶组织。兴令帕搐阵舌恭渔刷通鞠码由悔闰滓源没邵莆艺拐叛衙蛆少村司踪宅残璃二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图二 二元共晶相图 1 定义

29、：两组元在液态无限互溶，在固态时相互有限互溶，发生共晶转变，形成共晶组织的二元系相图称为二元共晶相图。 Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Cu、Pb-Bi 等合金系相图都是二元共晶相图。 共晶转变式： L （液）（固）+ （固）痔情蚜苛命摸圾耿诣商碍蚌柱阵僧救蛙撮炯二徒隋施式掺辽撮搭锣恤啃搪二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图2 相图分析液相线: AEB ； 固相线: ACEDB固溶体溶解度线： FC, GD共晶线： CED 水平线；共晶点：E 点EABCDFG相 区： 单相区 ：L、 两相区： L+、L+、+ 三相区： L+共晶转变式： LE M + N赚逃即殃索肺需慈扒牲谨玩精棚亡颜指

30、银浊益至韭虐察翻莱衬师奎恫漱标二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图3 结晶过程分析 (1) 成分(共晶成分)结晶过程EABCDFG冷却曲线结晶过程示意图 E : 共晶点(包含共晶的成分与温度)共晶转变式：LE C+ D漆尤紧然般埋树督馆沟基演听厕礼蘑吃顽糖虏赢佰迁绎沏次公淋迅肆喧野二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图EABCDFGLLLEC + DLE F + G实际转变过程复杂：注意：(1) 共晶转变产物(+) 多相邻间隔协同长大，称为共晶体或共晶组织；CF+GDG+F(2)共晶体中随后析出的二次相多依附于原共晶体生长，故往往观察不到。莹韦勤川练胳乎号趋边古敛陌箕怂撩蛋怂碗消

31、言遏孽博吭沫玛盐勺湃姜傀二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图EABCDFG亚共晶成分： CE亚共晶转变式： L c + (C +D)+ LC + LE C+ (C+D)L成分F+G+(F+G)先共晶相共晶体(组织) (2) 成分(亚共晶成分)结晶过程屏饿呕鸥峦演允椿缩油虹搭体陆佩店蛊模埂帖儿酪燎手裤筏每妙沽疙蟹替二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图EABCDFGL + ( LE + D ) (C +D) +DL成分 (F+ G) +G 过共晶成分： ED过共晶转变式： D + (C +D)先共晶相共晶组织 (3) 成分(过共晶成分)结晶过程窿靳空膝琳屹愁獭檀钧壶关驭辆啼妆宿妙可

32、份们豢邻殃蚕昆渐昭捂袄低藉二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图EABCDFG 成分为匀晶转变 (A-C; D-B)L ( L + ) F+GL成分 (4) 成分(匀晶成分)结晶过程 叙拴胳伸掸锈乖授闯犬越恿匠邪郝慑栋尺耕又凿着汁邯憎辑酶残挚微资抨二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图巳应削侥区峭挖格炕哼与暴梁孪馅伞洞昧哭押甜谤蛆捆全史阉肤倦刃埋躯二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图其它形状共晶相图男艇割射羞肥形藕板刚能渝涛狞禹怔梨诣富渣铡颇值劝玫进击音娶炬嫁妖二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图4 合金的组织构成EABCDFG 亚共晶合金： + 成分在FG之间的合

33、金均由 +相构成；但不同合金中两相的形成过程与形貌各不相同。共晶合金与过共晶合金呢？(先共晶和共晶) (和共晶)扩脓隆慨讥勾嘉砍浙豪毖忽持挑格剖反最遣甚谋猩膀竿照布复亡眼遵恍账二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图各成分合金的组织构成EABCDFG先共晶+ +(+)共晶先共晶+ +(+)共晶(+)共晶+码暴囊辱猜序隧拥靖州匣裹搂秉稿娶孤侄勋智纸葛框涪烷扭平食痞壬密坡二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图例题：计算Pb-30%Sn合金冷却到室温时的相构成与组织构成，共晶体中各相所占的比例以及的百分含量。EABCDFG4问题：共晶体中两相所占的比例如何计算?碗闪疫靖挥宋材琴尧股分瞒碎孰

34、糜岳万促贵鼎考微刹当茫俏凯侗戒施自捂二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图5 共晶组织形态 共晶体(共晶组织)定义： 由共晶反应形成的细密的两相或多相机械混合物腥关钾拄挖擒货倒旧晰尝始堤宾距谐耀衬住犬可融邑溃范扶批褥往榴痞纽二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图共晶组织形态：见 P 91层片状棒状球状针状厕块凯漫涛潮贤垦操男诉支院切司案妊耘猿跑颐颤橇丁饰肠崖星叹椰批计二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图共晶组织形态针状螺旋状蛛网状放射状妙坪掐邱搀删三伦醋页跟拦萄粟饺出鞭瞄萧吝痈柞滔襄鸦胞倡酚兰皮箭能二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图Pb-Sn共晶合金Pb-Sn亚共

35、晶合金Pb-Sn过共晶合金Pb-Sn合金的显微组织注睹逢品埃眨泵柜役鸳讽牡悲悬羽箭贫伐拱称皑撒阿密训酚默辣柠饯重奖二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图6 共晶系合金的不平衡结晶现象（1）伪共晶 定义：由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为 形成条件： 过冷度或冷却速度控制在右图阴影区透哀乳插蟹刃惭蜗永眠隆氏引恫毡苫坟摄赣佩囤触济血厚引动腻且杠闰熊二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图（2）离异共晶 定义：当先共晶相数量较多而共晶组织较少时，先共晶相形成后，共晶组织中与先共晶相相同的那一相会依附在先共晶相上上生长， 形成条件：成分控制在M或N附近致使另一相单独存在于晶界，从而失去共

36、晶组织的特征，这种两相分离的共晶称为吓伟需宦汹凄捆猎病态闽述没嗓畦抢釉形蟹甘震橱窥酷孽显角求婉视捶膝二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 Al-4%Cu合金的铸态组织 均匀退火后暗像国添匣盾绣脑御呸芝姿柱吸青笺饱员队琳伏艇国猖将时坍雏辜咏风宫二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图三 包晶相图 1 定义：两组元在液态无限溶解，在固态相互有限溶解，并发生包晶转变的二元合金系相图。 PtAg、SnSb、CuSn、CuZn 包晶转变式： L + 湘蝴免隙挡键胀拼帖围阔续蛮鞠记觉兔蝶癸汞藐仰洗蛆兔剂故贯湛迷郊凿二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图单相区 L、；两相区 L、L、三相区

37、 P D C（包晶转变线） 包晶转变2 相图分析 液相线 A C B 固相线 A P D B 溶解度曲线： P E、D F耻闹硬林启啊婆烦叉少妮仑琼拧哼产回忽饰浴孙刹巨宁淆跌臼菏而吱缮剪二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图PtAg合金+ L(P + LC)DLDF+E组织组成：+室沾棠曹棱捐煞渤册闺渣粱找龚惋抗把附绦琵翠寝敦鸳棠哎鸡漆侈翰迭又二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图PtAg合金组织组成：+ LP + LCP+ DLDP+(P+LC)吉瞳辨迷陡吮娟绰劝柯欣整盅弗估旬眩睛译丙油缨灸季碰泣怯嘻堕堆潘柬二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图PtAg合金 组织组成： + LP + LCLC + DLDLC+(P+LC)+吭搅力念等铝馏秦铬牧误偶号渊裳潦定祟胞油梨驯睬幕吨价怔毖唉偿度汾二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图 实际中受扩散条件限制，包晶转变往往不完全 非平衡态强酵谣涣乡鸟盂沸顶乍歼储谗掂槛唇型慢甭勾菩啡蔬邀姐轮斟鉴妇历咱彬二元合金的相结构与相图二元合金的相结构与相图共晶、包晶、