二元合金的显微组织

1、实验三 二元合金的显微组织（Microstructures of Binary Alloys）实验学时：1 实验类型：综合前修课程名称：材料科学导论适用专业业：材料料科学与与工程实验目的的运用二元元共晶型型相图，分析相相图中典典型组织织的形成成及特征征。二、概述述二组元在在液态下下互溶，而在固固态下有有限互溶溶，且具具有共晶晶转变特特征的相相图叫二二元共晶晶相图。本次实实验，以以PbSn系合合金相图图为例分分析共晶晶、亚共共晶、过过共晶等等不同成成分合金金的结晶晶过程及及结晶后后所形成成组织的的特征。简略相相图如下下： 共共晶合金金含Sn661.9%的的合金为为共晶合合金（图图中合金金）。当当

2、从液态态缓慢冷冷却时，在温度度Te发生共共晶转变变，既LLec+d 。这一一过程在在Te温度度下一直直到液相相完全消消失为止止。所得得到的共共晶组织织由c和d 两个固固溶体组组成。它它们的相相对量可可用杠杆杆定律计计算：继续冷却却时，将将从和中分别别析出和。由于于从共晶晶体中析析出的次次生相常常与共晶晶体中的的同类相相混在一一起，很很难分辨辨，这样样，在结结晶过程程全部结结束时合合金获得得非常细细密的两两相机械械混合物物。样品品制备中中的腐蚀蚀剂是44%的硝硝酸酒精精，显微微镜中，相呈暗暗色，相呈亮亮色。参参见图33-1。 （3-11）铅锡锡二元共共晶 （3-22）铅锡锡二元亚亚共晶 亚亚共晶

3、合合金凡成分位位于共晶晶点e以左，c点以右右的合金金（如图图中的合合金）叫亚亚共晶合合金。 合金熔熔化后在在液相线线与固相相线之间间缓慢冷冷却时，不断地地从液相相中结晶晶出固溶体体。随着着温度的的下降，液相成成分沿aac线变变化，逐逐渐趋向向于e 点；相的成成分沿固固相线aac变化化，并逐逐渐趋向向于c点。当温度降降到共晶晶温度时时，相和剩剩余液相相的成分分将分别别到达cc点和e点。这这时，成成分为ee点的液液相发生生前述的的共晶转转变，直直到剩余余液相全全部转变变为共晶晶组织为为止。这这时，亚亚共晶合合金的组组织是由由先共晶晶相和共共晶体（+）所组组成。在在共晶温温度以下下继续冷冷却的过过程

4、中，将分别别从和相中析析出和 。在在显微镜镜下，除除了从先先共晶相晶粒粒内或边边界上析析出的 有可可能观察察到外，共晶组组织中析析出的和 一般般不易辨辨认。合合金中组组织组成成物的相相对量也也可以用用杠杆定定律来计计算。亚亚共晶组组织中的的初晶呈枝晶晶状分布布。参见见图3-2。 过过共晶合合金凡成分位位于共晶晶点e以右，d点以左左的合金金（如图图中的合合金）称为为过共晶晶合金。这类合合金的结结晶过程程类似于于亚共晶晶合金，所不同同的是：先共晶晶相不是是，而是是固溶体体。结晶晶后的组组织是由由先共晶晶相和共共晶体（+）所组组成。初初晶也呈枝枝晶状分分布。参参见图33-3、3-44。 （3-33）

5、铅锡锡二元过过共晶（1000倍） （33-4）铅锡二二元过共共晶（225倍） 离离异共晶晶靠近相图图上的cc点和d点成分分的合金金，由于于初生相相较多，发生共共晶转变变时，液液相的量量已所剩剩不多，且呈壳壳状分布布在初生生相的周周围。此此时，共共晶转变变过程中中的某一一个相不不再形核核，而是是在初生生相上成成长；同同时析出出的另一一个相被被排挤到到晶界上上，使得得失去了了共晶组组织的形形态特征征，这种种现象称称为离异异共晶。参见图图3-55。（3-55）铅锡锡二元离离异共晶晶（从左左侧靠近近d点，1000倍）实验材料料和设备备金相显微微镜，PPb-SSn合金金的典型型样品。实验内容容和步骤骤 介介绍Pbb-Snn相图。 参参照相图图分析典典型合金金的组织织。本次实验验的总结结报告本实验仅仅作为观观察演示示性实验验与实验验二非非均匀形形核的观观察与应应用同同时进行行，作为为实验四四铁碳碳平衡组组织观察察的预预备铺垫垫。需要记录录的显微微组织如如下，对对于离异异共晶的的显微组组织，请请根据图图（3-5）的的参考作作用，从从理论上上分析描描绘出含含21%Sn（从从右侧靠靠近C点点）的合合金在结结晶过程程中发生生的离异异共晶现现象（