二元共晶相图ppt课件

5.3二元共晶相图二元共晶相图共晶转变：由一定成分的液一样时结晶出两个一定成共晶转变：由一定成分的液一样时结晶出两个一定成分固相的转变。分固相的转变。共晶相图：具有共晶转变特征的相图。液态无限互共晶相图：具有共晶转变特征的相图。液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反响。溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反响。)共晶组织：共晶转变产物是两相混合物共晶组织：共晶转变产物是两相混合物 。共晶的特殊性 比纯组元熔点低，简化了熔化和铸造操作 共晶合金比纯金属有更好的流动性，凝固过程中防止了妨碍液体流动的枝晶构成从而改善铸造性能 恒温转变，减少了铸造缺陷，如偏聚和缩孔；共晶凝固可获得多种形状的显微组织三、共晶相图三、共晶相图PbSnSn%T,C液相线液相线L固相线固相线 +L+L+固溶线固溶线 固溶线固溶线 1 1点：纯组元熔点；最大溶解度点；共晶点：纯组元熔点；最大溶解度点；共晶点是亚共晶、过共晶合金成分分界点等。点是亚共晶、过共晶合金成分分界点等。2 2线：液相线、固相线；溶解度曲线；共线：液相线、固相线；溶解度曲线；共晶线等。晶线等。3 3区：区：3 3个单相区；个单相区；3 3个两相区；个两相区；1 1个三相区。个三相区。1.相图分析相图三要素共晶线共晶线2.2.共晶转变分析共晶转变分析PbSnT,CL +L+L+共晶反响线共晶反响线表示从表示从M点到点到N点点范围的合金，在范围的合金，在该温度上都要发该温度上都要发生不同程度上的生不同程度上的共晶反响。共晶反响。MN共晶点共晶点表示表示E点成分的合点成分的合金冷却到此温度金冷却到此温度上发生完全的共上发生完全的共晶转变。晶转变。ELE M+N无论从何处开场无论从何处开场,体系点到达共晶线体系点到达共晶线液相组成到达液相组成到达E点点共晶反响要点共晶反响要点 共晶转变在恒温下进展。共晶转变在恒温下进展。转变结果是从一种液相中结晶出两个不同的固相。转变结果是从一种液相中结晶出两个不同的固相。存在一个确定的共晶点。在该点凝固温度最低。存在一个确定的共晶点。在该点凝固温度最低。成分在共晶线范围的合金都要阅历共晶转变。成分在共晶线范围的合金都要阅历共晶转变。PbSnT,CL +L+L+MNE 3 3 合金的平衡结晶及其组织合金的平衡结晶及其组织 以以Pb-SnPb-Sn相图为例相图为例1 1WSn2WSn2的合金的合金 凝固过程冷却曲线、相变、组织表凝固过程冷却曲线、相变、组织表示图。示图。(c)2019 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.含含SnSn量小于量小于2%2%时称为单相固溶体合金时称为单相固溶体合金(2)X1合金结晶过程分析合金结晶过程分析 2 Wsn1 MNfgX1T,CtL L LL+冷却曲线冷却曲线 +1234PbSnT,CL +L+L+183E当温度降至当温度降至3 3点以下，呈过饱和形状的点以下，呈过饱和形状的 相中将不断析出富相中将不断析出富SnSn的的 相，这种析出过程称为脱溶过程，析出相称为次生相或相，这种析出过程称为脱溶过程，析出相称为次生相或二次相，用二次相，用II II 表示，以区别于由液相中直接凝固出的初生表示，以区别于由液相中直接凝固出的初生 相相 举例 利用杠杆定律可以算出wSn=10%的合金中 和 II 相的相对量。如取室温时 相及相的固溶度分别为图中的f点及g点，那么有：%10010%fwwwgg%IIw%10010fgfwww(3)X2合金结晶过程分析合金结晶过程分析共晶合金共晶合金X2T,CtL(+)L(+)LL(+)共晶体共晶体冷却曲线冷却曲线(+)PbSnT,CL +L+L+183MNE(c)2019 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.(c)2019 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.(c)2019 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.(c)2019 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.Te温度时，成分为m的 相和成分为n的 相的相对量可由杠杆定律算出：%6.54%100195.97199.61%100%4.45%100195.979.615.97%100%mnmemnennm温度继续降低时，共晶组织中的 相及 相将分别析出次生相II和II，由于此种次生相常依靠于同类相上形核、长大，在显微镜下难以区分，故普通不予思索。(4)X3合金结晶过程分析合金结晶过程分析亚共晶合金亚共晶合金X3T,CtLL+(+)+12(+)+PbSnT,CL +L+L+183MNEL+(+)+(c)2019 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.(4)X4合金结晶过程分析合金结晶过程分析过共晶合金过共晶合金X3T,CtLL+b(+)+a 12(+)+PbSnT,CL +L+L+183MNEL+(+)+标注了组织组成物的相图标注了组织组成物的相图MEN 组织组成物与组织图 普通将显微组织中能明晰分辨的独立组成部分，称为组织组成物。组织组成物可以是单相如相、II相，也可以是多相如共晶组织+。上述组织是由 相和 相组成的，故称、相为相组成物组织图：用组织组成物填写的相图。组织组成物相对量的计算：杠杆定律。如室温时wSn=35%的PbSn亚共晶合金的组织组成物和相组成物的相对量分别为多少？%9.10%1002100219199.61359.61%100%8.51%100210019100199.61359.61%100%3.37%100199.611935%100)%(fgfmmecefgmgmecememcII%7.33%1002100235%100%3.66%100210035100%100%fgfcfgcg15 3 非平衡凝固及其组织 伪共晶和离异共晶 1伪共晶 伪共晶：由非共晶成分的合金所得到的完全共晶组织。构成缘由：不平衡结晶；成分位于共晶点附近。由非共晶成分的合金得到的完全共晶组织。共晶成分的合金得到的亚、过共晶组织。伪共晶区偏移 伪共晶区的外形伪共晶区的外形两组元有相近熔点时，出现对称型伪共晶区；两两组元有相近熔点时，出现对称型伪共晶区；两组元熔点相差较大时，共晶点通常偏向低熔点组组元熔点相差较大时，共晶点通常偏向低熔点组元一方，而伪共晶区那么偏向高熔点组元一方。元一方，而伪共晶区那么偏向高熔点组元一方。伪共晶伪共晶由于共晶组织中两组成相的成分与液相不同，它们的形核和生长都需求两组元的分散，而以低熔点组元为基的组成相与液相的成分相差较小，那么经过分散而到达该组成相的成分就较为容易，其凝固速度较大。因此，当共晶点偏向低熔点组元时，为了满足两组成相构成对分散的要求，伪共晶区的位置必需偏向高熔点组元一侧。17伪共晶伪共晶 共晶成分的Al-Si合金，由于伪共晶区偏向右边Si侧，使其在不平衡凝固后得到初+Si的亚共晶组织由于共晶成分的液相过冷后其表象点a，没有落入伪共晶区，那么先凝固出相，使液相成分移到b点，才干发生共晶转变，这就相当于共晶点向右挪动，共晶合金变成了亚共晶合金，同样，过共晶成分的合金在不平衡凝固后，也能够得到亚共晶或共晶组织18第三节第三节 二元共晶相图及合金凝固二元共晶相图及合金凝固 离异共晶离异共晶 离异共晶：两相分别的共晶组织。离异共晶：两相分别的共晶组织。构成缘由构成缘由 平衡条件下，成分位于共晶线上两端点附近。平衡条件下，成分位于共晶线上两端点附近。不平衡条件下，成分位于共晶线外两端点附近不平衡条件下，成分位于共晶线外两端点附近 消除：分散退火。消除：分散退火。2h19第三节第三节 二元共晶相图及合金凝固二元共晶相图及合金凝固 4 共晶组织的构成 2共晶体的形状