相图分析实例课件

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8 分析和使用二元相图,8.1 二元相图的一般分析方法,8.2 Fe-Fe,3,C相图,8.3 Cu-Sn合金系相图,8.4 Mg,2,SiO,4,-SiO,2,系相图,8.5 ZrO,2,-SiO,2,系相图,11/6/2024,1,8.1 相图中的线条和相区分析,相图中的,所有线条,代表发生相转变的温度和平衡相的成分,转变中每碰到一条线，都表示将发生某种相转变，相成分随温度的改变也是沿着这些线条变化,每一相区,代表相型相同的状态,单相区：,一种具有独特结构和性质的相的成分和温度范围，若单相区为一根垂直线，表示该相的成分不变,两相区：,两边相邻的两个单相区的相，其边界线分别表示该两相的平衡成分，边界线倾斜则表示两相的成分和相对量均随温度改变而发生变化，发生两个相互溶解或析出的变化,三相区：,必为一水平线，表示等温反应。,三个单相区分别交于水平线上的两个端点和线中间一点，水平线上下方分别与三个两相区毗邻，根据与水平线相连的三个单相区的类别和分布特点，可确定三相平衡的类型,11/6/2024,2,二元相图的几何规律,二元相图中三相区的几种错误画法,1.,相区接触法则,：二元相图中，相邻相区的相数差为1；相数差大于一的相区只能相交于一点；,2.如果两个,三相区中,有两个共同的相，这两条水平线之间必定是这两个相组成的两相区。,3.与,水平线端点,毗邻的,单相区边界线延长线应进入相邻两相区,11/6/2024,3,二元合金相图一般分析方法,1.寻找,稳定化合物,；,2.,区别各相区,；,3.找出三相共存,水平线,；,相图仅表示平衡状态，按相图可以较准确分析合金处于平衡状态下的相和组织变化,11/6/2024,4,8.2 Fe-Fe,3,C相图,Fe,3,C在一定条件下可以分解为Fe和石墨，因此铁碳相图可有两种形式：Fe-Fe,3,C相图和Fe-C相图，将二者画在一起，称为铁碳双重相图。,铁碳双重相图,11/6/2024,5,Fe的三种同素异构转变：,-Fe（低于912，bcc）,-Fe（9121394，fcc）,-Fe（13941538，bcc）,碳在铁中的存在形态：,三种固溶体（碳溶解在铁中）：,铁素体F,：碳溶解在-Fe中,奥氏体A,：碳溶解在-Fe中,-铁素体,：碳溶解在-Fe中，又称高温铁素体，符号-F，,化合物：碳与铁形成Fe,3,C、Fe,2,C等复杂结构的化合物，钢中的Fe,3,C称渗碳体,游离碳（石墨）,Fe-Fe,3,C相图中的相,铁素体：正交结构,11/6/2024,6,三种等温反应：,包晶反应（1495）：L,B,+,H,A,J,L,0.53,+,0.09,=A,0.17,共晶反应（1148）：,L,C,A,E,Fe,3,C,L,4.30,=A,2.11,+Fe,3,C,（莱氏体）,共析反应（727）：,A,S,F,P,Fe,3,C,A,0.77,=F,0.0218,+Fe,3,C,（珠光体,）,Fe-Fe,3,C相图中的等温反应,11/6/2024,7,三条固态转变线,GS 奥氏体中开始析出铁素体，A,F(A3温度),ES 碳在奥氏体中的溶解度曲线(Acm温度)，低于此温度时，A,Fe,3,C,PQ 碳在铁素体中的溶解度线，F,Fe,3,C,11/6/2024,8,工业纯铁：C少于0.0218%，P点左,碳钢：C在0.02182.11%，PE间,共析钢（0.77%C）,亚共析钢（0.02180.77%C）,过共析钢(0.772.11%C),铸铁：C大于2.11%，E点右,共晶铸铁（4.30%C）,亚共晶铸铁（2.114.30%C）,过共晶铸铁（4.306.69%C）,根据碳的存在状态铸铁区分为白口铸铁（全部碳都以Fe3C形态存在）和灰口铸铁（部分或全部碳以石墨形态存在）,Fe-C合金的三种典型材料,按含碳量及室温平衡组织分为：,11/6/2024,9,几种典型铁碳合金冷却过程的组织转变,11/6/2024,10,1.工业纯铁（含碳量0.01%合金）,晶界,晶界,平衡组织：F+（Fe3C）III,11/6/2024,11,工业纯铁的平衡凝固组织：,F+（Fe,3,C）,III,11/6/2024,12,共析转变A,S,F,P,+Fe,3,C（珠光体P，由铁素体和渗碳体两相交迭排列的细层片状组织）,2.共析钢（w,c,%=0.77）,平衡组织：珠光体,转变温度下珠光体中铁素体F的含量：,室温下珠光体中铁素体F的含量：,11/6/2024,13,共析钢的显微组织1000,白色的铁素体和黑色渗碳体,11/6/2024,14,2.亚共析钢（0.0218w,c,%0.77）,T5时平衡组织：F+珠光体,11/6/2024,15,亚共析钢组织：F+P,w,c,0.20,w,c,0.40,含碳量增加，铁素体（白色组织）减少，珠光体组织增加,11/6/2024,16,3.过共析钢（0.77w,c,%2.11）,T4时平衡组织：P+Fe3C,11/6/2024,17,过共析钢的显微组织，1000,白色网状Fe3C,11/6/2024,18,4.共晶白口铸铁（w,c,%=4.3）,T1：,共晶转变：L,C,A,E,+Fe3C，莱氏体(Ld)，,T1T2：AFe3C,II,，附着在原渗碳体上，,T2：共析转变：AF+Fe3C,III,（珠光体）。,T1：,11/6/2024,19,莱氏体Ld中的奥氏体转变为珠光体后，Ld即称为“变态莱氏体”-Ld,11/6/2024,20,5.亚共晶白口铸铁（2.11w,c,%4.3）,平衡组织：LdP Fe3C,11/6/2024,21,11/6/2024,22,过共晶白口铸铁的显微组织，500,6.过共晶白口铸铁（4.3w,c,%6.69）,平衡组织：LdFe3C,长条状一次渗碳体(Fe3C)初晶,11/6/2024,23,按组织分区的铁碳合金相图,F+Fe3C,11/6/2024,24,8.3 Cu-Sn合金系相图,Cu-Sn合金是工业上常用的铜合金（锡青铜），只有非稳定中间相，,5个非稳定单相区：、,（有序）,各相都有一定的固溶度,11/6/2024,25,11,条水平线的恒温反应,包晶反应：,L+,包晶反应：,L+,包晶反应：,L+,共析反应：,+,共析反应：,+,共析反应：,+,共析反应：,+,包析反应：,+,包析反应：,+,熔晶反应：,+L,共晶反应：,L,+,还有一条有序,-,无序转变水平线，发生,（有序）转变（,186189,）,Cu-Sn合金系相图,Cu-Sn相图,11/6/2024,26,Cu-Sn合金系合金O的结晶过程,Cu-Sn相图,t1t2:L，,t2：L+，,t2t3:，,t3：+，,t3t4:,t4：+，,t4t5:，,t5：+，,tt5:,室温：+,11/6/2024,27,8.4 Mg,2,SiO,4,-SiO,2,系相图,两个液相L,1,、L,2,三个固相Mg,2,SiO,4,、MgSiO,3,、SiO,2,三个恒温反应：,偏晶反应,（1695）,L,2,L1+SiO,2,包晶反应,（1557）,L+Mg,2,SiO,4,MgSiO,3,共晶反应,（1543）,L MgSiO,3,+SiO,2,Mg,2,SiO,4,-SiO,2,系相图,11/6/2024,28,8.5 ZrO,2,-SiO,2,系相图,四个单相：L、ZrSiO,4,、SiO,2,两个恒温反应,包晶反应：,L+ZrSiO,4,共晶反应：,L,e,ZrSiO,4,+SiO,2,ZrO,2,-SiO,2,系相图,11/6/2024,29,ZrO,2,-SiO,2,系相图,od内固溶体合金：L；,dp内：,L，,L,b,+,d,ZrSiO,4,，,室温组成为+ZrSiO,4,不同区域内合金的凝固过程,11/6/2024,30,x合金凝固后组织组成物相对量,：,相的相对量,：,pb内：,L，,L,b,+,d,ZrSiO,4,，,LZrSiO,4,，,L,e,ZrSiO,4,+SiO,2,，,最终组织为：,锆莫石（ZrSiO,4,）+共晶体,x,11/6/2024,31,