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《材料科学基础》课程教学资源(PPT课件讲稿)4.5 其他二元相图、4.6 二元相图的分析方法、4.7 铸锭(件)

资源类别:文库,文档格式:PPT,文档页数:79,文件大小:9.18MB,团购合买
4.5 其他二元相图 4.5.1 形成化合物的二元相图 4.5.2 具有三相平衡恒温转变的其他二元相图 4.5.3 具有有序-无序转变的相图 4.6 二元相图的分析方法 4.6.1 复杂二元相图的分析方法 4.6.2 二元相图分析实例 4.6.3 相图与合金的性能 4.7.1 铸锭(件)的组织 4.7.2 铸锭(件)组织的控制 4.7.3 铸锭(件)中的偏析 4.8.1 溶体的自由能-成分曲线 4.8.2 异相平衡的条件 4.8.3 由二元系各相的自由能曲线绘制相图
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4.5其他二元相图 4.5.1形成化合物的二元相图 稳定化合物指具有一定的熔点,在熔点以下,保持自己固有的结构而不 发生分解(如MgS系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C)。 其成分固定,在相图中是一条垂线代表个单相区)。垂足是其成分,顶 点是其熔点,结晶过程同纯金属。分析这类相图时,可把稳定化合物当作纯 组元看待,将相图分成几个部分进行分析 1600 1414 MasI 1200 1087℃ l+Si 946.7℃ 明80L L+MasI L+Mg2Si 649℃ 638.8℃ Hg+Mga Si Si% MgS相图

4.5 其他二元相图 4.5.1 形成化合物的二元相图 稳定化合物指具有一定的熔点,在熔点以下,保持自己固有的结构而不 发生分解(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C) 。 其成分固定,在相图中是一条垂线(代表一个单相区)。垂足是其成分, 顶 点是其熔点, 结晶过程同纯金属。分析这类相图时,可把稳定化合物当作纯 组元看待,将相图分成几个部分进行分析。 Mg-Si相图

不稳定化合物加热至一定温度时,不是发生本身的熔化,而是分解为两个 相,所生成的液相与原化合物显然不同。 所有由包晶转变形成的中间相均属于不稳定化合物。相图中许多不稳定化 合物可以熔解组成它的组元,表现为一定的成分范围;如果不熔解组成它的 组元,则在相图中为一垂线。 如:不稳定化合物(KNa2): 由包晶转变L+Na→KNa2得到, 加热至包晶温度以上转变为两相,KNa2→L+Na KNa L+Ne L+a L+kAy KNa t Na a÷KNa 10 8% KNa相图

不稳定化合物加热至一定温度时,不是发生本身的熔化,而是分解为两个 相,所生成的液相与原化合物显然不同。 所有由包晶转变形成的中间相均属于不稳定化合物。相图中许多不稳定化 合物可以熔解组成它的组元,表现为一定的成分范围;如果不熔解组成它的 组元,则在相图中为一垂线。 如:不稳定化合物(KNa2): • 由包晶转变 L+Na→KNa2得到, • 加热至包晶温度以上转变为两相,KNa2 → L+Na K-Na相图

4.52具有三相平衡恒温转变的其他二元相图 二元系中的恒温反应有两种基本类型:分解型和合成型。 1、分解型恒温转变相图 (1)具有共析转变的相图 共析转变是指在一定温 度下,由一定成分的固相 1493c 同时析出两个成分和结构 1400 1394°c 完全不同的新固相的过程。 1200 1147°c 2.14 共析转变也是固态相变。 912c y+ Fe3C 最常见的共析转变是铁 727C 碳合金中的珠光体转变: a, Ferrite n+FegC 之+Fe3C Cementite(Fe:C) Composition (wt% C)

4.5.2 具有三相平衡恒温转变的其他二元相图 二元系中的恒温反应有两种基本类型:分解型和合成型。 1、分解型恒温转变相图 (1)具有共析转变的相图 P S 共析转变是指在一定温 度下,由一定成分的固相 同时析出两个成分和结构 完全不同的新固相的过程。 共析转变也是固态相变。 最常见的共析转变是铁 碳合金中的珠光体转变:  S ⇄ P+ Fe3C

共析相图与共晶相 图相似,对应的有共 A L+5 铁碳合金相图 析线(PSK线)、共析 0.09,1495 B(053,1495) N745 点(S点)、共析温度、 L+y L+ Fe3C 共析成分、共析合金 211.146)(4.3.1148 G (共析成分合金)、亚 0L+y 3+ Fe3C 共析合金(共析线上共 PS(0.77.7a 00a18 727 析点以左的合金)过 +Fe3C 共析合金(共析线上共 Q co0008, RLJ 669% Fe C%6 Fe3C 析点以右的合金)

共析相图与共晶相 图相似 ,对应的有共 析线(PSK 线 ) 、共析 点(S 点 ) 、共析温度 、 共析成分 、共析合 金 (共析成分合金 ) 、 亚 共析合金 (共析线上共 析点以左的合金 ) 、 过 共析合金 (共析线上共 析点以右的合金 ) 。 铁碳合金相图

共析反应的产物是共析体(铁碳合金中的共析体称珠 光体),也是两相的机械混合物(铁素体+渗碳体)。 与共晶反应不同 的是,共析反应的 母相是固相,而不 是液相。 另外,由于固态 转变过冷度大,因 而共析组织比共晶 组织细。 珠光体

共析反应的产物是共析体(铁碳合金中的共析体称珠 光体),也是两相的机械混合物(铁素体+渗碳体)。 与共晶反应不同 的是,共析反应的 母相是固相,而不 是液相。 另外,由于固态 转变过冷度大,因 而共析组织比共晶 组织细。 珠光体

(2)偏晶相图 在一定的成分和温度范 围内,两组元在液态下也只 991℃,-63 能有限熔解,存在两种浓度 不同的液相L1和L2 由一定成分的液相在恒温 下,同时转变为另一个一定 成分的液相和一定成分的固 327.5℃,99.9 326℃ 相的过程,称为偏晶转变。 2) Pb多 Cu-Pb相图 955C 36 →L87+C

(2)偏晶相图 在一定的成分和温度范 围内,两组元在液态下也只 能有限熔解,存在两种浓度 不同的液相L1和L2。 由一定成分的液相在恒温 下,同时转变为另一个一定 成分的液相和一定成分的固 相的过程,称为偏晶转变。 Cu-Pb相图 L L Cu C ⎯⎯⎯→ 87 + 955 36 0

1600 (3)熔晶相图 1500 熔晶转变是一个固相转变o L+Fe:B 38I℃ 为另一个固相和一个液相的 1300 t 恒温转变。 1149℃ 1100 d1391+y y+Feb 910℃ o081 a+FeaB 700 Fe 10-4 10-2 Fe-B相图

(3)熔晶相图 熔晶转变是一个固相转变 为另一个固相和一个液相的 恒温转变。 Fe-B相图  ⎯⎯⎯→L + C 0 1381

2、合成型恒温转变相图 l600 (1)具有包析转变的相图 l500 由两个一定成分的固相,在个, o+ L+Fe,B 138I℃ l300 1149℃ 0.02 100 y+Fe2b 1000 Fe,B a+y 910℃ 900 r+ Fe, B 910°C 800 a+Fe2B Fe104 10-3 102 Fe-B相图

2、 合成型恒温转变相图 (1)具有包析转变的相图 由两个一定成分的固相,在恒温下转变成另一个一定成分的固相的过程 Fe-B相图  + ⎯⎯⎯→ C Fe B 0 910 2

(2)合晶相图 二组元在液态有限熔解, 存在不熔合线,不熔合线以 下的两个液相L1和L2在恒温 下形成一个固相的转变,称 为合晶转变。 +L24→阝 (B)/

(2)合晶相图 二组元在液态有限熔解, 存在不熔合线,不熔合线以 下的两个液相L1和L2在恒温 下形成一个固相的转变,称 为合晶转变。 L1+L2 ↔β

4.5.3具有有序一无序转变的相图 有些二元系合金在一定成分和一定温度范围会发生 有序化转变,形成有序固溶体。有些相图上的无序一有 序转变是用虚线表示。 4.5.4具有同素异晶转变的相图 当组元具有同素异构转变时,以该组元为溶剂形成 的固溶体也常有异晶转变

4.5.3 具有有序-无序转变的相图 有些二元系合金在一定成分和一定温度范围会发生 有序化转变,形成有序固溶体。有些相图上的无序-有 序转变是用虚线表示。 4.5.4 具有同素异晶转变的相图 当组元具有同素异构转变时,以该组元为溶剂形成 的固溶体也常有异晶转变

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