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文档简介

1、.1,两组元素在液体状态下完全相互溶解,在固体状态下有限相互溶解,发生共晶反应时生成的相图称为共晶相图。共晶相图,2,3c;相图分析相:相图有l,3个相。3,拓朴区域:拓朴图中有三个单相区域:l、l、三个二相区域:l、l、三相区域:水平线CED。4、溶液线:溶度积点连接称为溶液线。液固导线:液相线AEB,固相线ACEDB。a,b是Pb,Sn的熔点。相位图中的CF,DG线由sn中的Sn,Sn中的Pb的溶液线分隔。固溶体的溶解度随温度的降低而减少。5,在特定温度下,特定成分的液体中同时两种成分和结构不同的新固体上的转换称为共晶转移或共晶反应。共融线:水平CED。在共晶线的相应温度(183)下,e点

2、组成的合金同时结晶c点组成的固溶体和d点成分的固溶体,从而形成两相(le (c d),6,是共晶反应的产物的两相机械混合物,称为共晶或共晶组织。发生共晶反应的温度称为共晶温度。表示共晶温度和共晶成分的点称为共融点。7,具有共晶成分的合金称为共晶合金。位于共晶线中共晶点的所有成分均为左侧合金,称为共晶合金。位于共晶点的右侧合金被称为超共晶合金。具有共晶线成分的合金液体冷却到共晶温度时发生共晶反应。8,合金结晶工艺,9,Sn含量小于c点合金(I合金)的结晶过程,3点前转换为均匀晶体,相固溶体是可直接从液中确定的固体比例相或一阶相晶体。、10,温度下降到3点以下,固溶体的Sn过饱和由于晶格不稳定,开

3、始析出新的相-相(相变过程也称为析出)。已有固相析出的新固体比例二次相或二次相。析出的第二次用表示。11,结晶过程中各相溶质浓度(成分),各相含量是多少?-嗯?-嗯?、12,室温下的相对重量比:随着温度减少,相位成分分别沿CF线和DG线变化,重量增加。、次相位析出温度低,所以通常很小。13,合金室温组织。成分大于d点合金结晶工艺合金,室温组织。14,合金结晶工艺,15,共晶合金(ii合金)的结晶过程液态合金冷却到e点时,Pb和Sn同时饱和,生成共晶反应:LE。19.2、wt%Sn、温度、c、1-、16,在析出过程中,两相上层细胞核相互促进,共同长,因此共晶组织细长,片状,棒状,点球等形。17,

4、共晶组织形式,Pb-Sn共晶组织,18,在共晶转换过程中,l,3相共存,3相量不断变化,但每个成分是固定的。共晶组织的比例共晶相。共晶转移终止时和相相对重量比为、19、共晶结束后温度下降,和的组成分别沿着CF线和DG线变化,从共晶中析出,、共晶微、和共晶结合,共晶合金的室温组织仍为()共晶。20,室温下两相相对重量的百分比是多少?e ,21,合金结晶工艺,22,共晶合金(合金)结晶过程合金液在2点前转化为均匀晶。两点冷却,固相成分更改为c点,液相成分更改为e点。此时两相相对重量为:23,2点,具有e点成分的剩余液体中发生共晶反应:l () QE=QL,反应结束后共晶温度下两相相对重量的百分比为

5、:24,温度持续下降,1,在共晶中析出,在共晶中析出。室温组织为 () 。,25,超共晶合金结晶过程类似于共晶合金,除了一阶相、二阶相。室温组织是 () .26,Pb-Sn合金的结晶过程,27,组织成分的差异主要是形态上的。、共晶的结构成分相同,但形态不同,属于不同的组织成分。组织成分:构成合金显微结构的独立部分。28、29,3,2元波塞相图,两组元素在液体状态下完全相互溶解,在固体状态下有限相互溶解,发生波晶体反应时配置的相图称为波晶体相图。单相区域:l,两相区域:l,l,三相区域:l(水平线PDC),在一定温度下,在一个液体中包裹一个固形物以生成另一个新固形物的反应称为波晶转换或波晶反应。

6、30,水平线PDC称为波正线。与此线组成相对应的合金在此温度下的包晶反应:LC p d .此反应包裹液相l .固相,新相在l和的界面上形成核,并向l和2方向生长。31、合金结晶工艺(1)包晶成分合金:均匀结晶包晶二次析出。室温组织是 ii,32,(2) PD成分合金:均匀晶体粒状二次析出。室温组织是 ii ii,33,(3)直流组成合金:均匀晶体均质二次锡出入。室温组织是 ii。34,二元相图,形成溶解前不能分解的化合物(例如Mg-Si系列的Mg2Si和Fe-C系列的Fe3C)。其元件在上图中固定为垂直线(表示单个单相区域)。分析方法:稳定化合物是纯群元素,可以将相图分成多个部分进行分析。35

7、,单相固溶体的合金:特性随组成变化为抛物线。4,根据相图,合金特性,相图机械特性之间的关系,36,共晶合金两相机械混合物的合金:特性与合金成分直线相关,是两相性能的算术平面平均值。混合=QQQHB混合=hbq HB (q,q为两相相对重量)形成稳定化合物的合金:性能-成分曲线上有拐点。37、固溶体合金:液体固相间距大,分离倾向大,枝晶发达,流动性下降,收缩能力下降,分散收缩增加。共晶合金:结晶温度低,流动性好,收缩集中性好,分离性小,铸造性能好。相图铸造性能的关系,38,相图与铸造性能的关系,微收缩,收缩,收缩,39,使用性能与相图的关系,工艺性能与相图的关系,40,第三节铁-碳合金相图,铁-

8、碳钢和铸铁是业界使用最广泛的合金。被称为碳钢碳含量2.14%的铸铁,碳含量0.02% 2.14%。41,1,Fe-Fe3C相图分析,群组元素:Fe,Fe3C,42,当铁的碳含量超过溶解度时,超额碳存在于被称为十六烷体的Fe3C形式的铁碳合金中。Fe3C硬度,强度低(b),脆性大,塑性几乎为零。Fe3C是在特定条件下可分解的半稳定相:对铸铁有重要意义的Fe3C3Fe C(石墨)。43,铁的碳溶解度,铁氧体,奥氏体,44,-Fe的碳的固溶体称为-铁氧体,用表示。都是主体立方间隙固溶体。铁氧体的碳溶解能力很低,在727 时最高只有0.02%,在室温下只有0.008%。铁氧体的组织是多边形粒子,其特性

9、与纯铁相似。铁氧体,(1)铁氧体:碳在-Fe上的固溶体称为铁氧体,用f或表示。45,0.008%,0.02%,-铁氧体,-铁氧体,46,(2) Fe中奥氏体:碳的固溶体称为奥氏体。用a或表示。面心立方晶格的间隙固溶体。不规则多面体晶界,晶界更为直线。强度低,塑性好,钢铁热加工在区域内进行。碳钢没有在室温下上升。奥斯特尼特,47,奥氏体可溶碳能力大于铁素体,在1147 时最高为2.14%。、48,特征点,49,特征线液相线-ABCD,固定线-ahjecf,50,3条水平线:HJB:波正线lb h j,51,ECF:共晶线LCE Fe3C共晶产品是与标记为Le的Fe3C的机械混合物。蜂窝状,基于F

10、e3C,结实易碎的性能。52,PSK:共晶线s FP Fe3C共晶转换的产物是与用p标记的Fe3C的机械混合物。珍珠岩,珍珠岩的组织特性是两相之间具有特性的层状分布。Ps kk线也称为A1线。2.14,53,其他相线GS,gp-固溶体转换线,GS为A3线HN,jn-固溶体转换线es-Fe的碳溶液线。Acm线,2.14,54,相区域;6个单相区域:Fe,fe3c,L,7个二相区域3360 l,L,L Fe3C,Fe3C,Fe3C,L,55,三相区域:三线hjb (l)、ECF (l fe3c)、PSK (fe3c)、56,(a)工业纯铁(0.02% C)是单相铁氧体(2)钢(0.022.14%C

11、)高温组织是单相亚共晶钢(0.020.77%C)其次,Fe-Fe3C合金的平衡结晶工艺,57,(3)白口铸铁(2.14%到6.69%C)铸造性能好、硬、脆共晶白口铸铁(2.14%到4.3%C) 共晶白口铸铁(4.3%C) 共晶白口铸铁,58,工业纯铁的结晶过程1-2点到3-4点,5-6点之间7点到。59,60,2.14,61,共晶相位图类似于共晶相位图,共晶线(PS kk线)、共晶点(s点)、共晶温度、共晶成分、共晶合金(共晶成分合金)、共晶合金(共晶线共晶点是左侧合金),铁碳合金相图,62,共晶反应的产物称为共晶铁碳合金的空位体,也是两相机械混合物(铁氧体渗碳体)。与共晶反应不同,共晶反应的

12、母体不是液体,而是固体。固体转移过冷度大,因此共晶组织比共晶组织精细。珍珠岩,63,共晶钢的结晶过程,1-2点之间。将共晶转换到s点:s (p fe3c),全部转换为联珠p。64,65,共晶刚结束时,珠光体上的相对重量比为:珠光体内的渗碳体称为同时分析渗碳体。s点以下,与空缺中的析出Fe3C 、公分析Fe3C相结合,很难区分。室温组织为p。珍珠岩,66,室温下珠光体中两相相对重量的比例是?4、3、2、1、9、67,1-2:均匀反应2-3:波晶体反应3-4:均匀晶体反应全部。亚共析钢结晶工艺,1,4,68,4点,被弹射出来。到5点为止,成分沿GS线变成了s点,共晶反应变成了珠光体。温度持续下降,

13、与析出的Fe3C ,共晶Fe3C结合,由于体积小而忽略。4,69,70,使用平衡组织的珠光体面积比,亚共晶钢的碳含量: C%=P面积%0.77%(忽略中等碳含量,P面积%=QP),共晶初始阶段的各相含量如下:组织成分的相对重量为:71,亚共晶钢室温下组织为F P。在0.020.77%C的范围内,珠光体的数量随着碳含量的增加而增加。72,共晶钢结晶过程,1-2点转换,3点,开始Fe3C分析。从奥伊斯特析出的Fe3C被称为二次塞门紧,用fe3c 来说,沿晶界网格分布。73,温度下降,Fe3C增加量。到4点为止,成分沿ES线变成s点,剩下的变成p。74,75、共晶钢室温组织p fe3c 。含1.4%

14、C钢的组织,fe3c 量随碳含量增加,碳含量为2.14%时fe3c 最大。,76,室温下两相相对重量比:室温下2组织成分的相对重量比:77,共晶白口铁的结晶过程,合金向c点冷却共晶反应均转换为莱氏体,78,共晶转移结束后,两相相对重量比为:C点以下,成分沿ES线变化,共晶沉淀Fe3C。Fe3C 与共晶Fe3C结合不容易区分。79,温度下降到2点,成分达到0.77%时,上半身相对重量: 2点发生共晶共晶反应,变成珠光体。以这种方式,由p和Fe3C组成的空位称为低温rez,Le表示0.2分以下,共晶体中p的变化与共晶钢相同。80,共晶白口铁室温下为Le (P Fe3C),保持共晶转移产物的形态特征。室温下两相相对重量的百分比为,81,共晶白口铁的结晶过程,合金在12点之间析出。到2点,液体成分变成c点,变成Le。23点之间fe3c 析出,一次fe3c 退出共晶。到3点,切换到p。82,83、共晶白口铁室温组织p fe3c le 。在室温下组织成分的相对重量百分比为,从84,12点之间的液体中析出Fe3C。这个十六烷体一次称为塞门紧,用fe3c 表示,表示厚条片状。到2点,剩下的液相成分变成c点,转化为Le。过共晶白铁的结晶过程,85,86,2点以下,fe3

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