其他类型的二元合金相图.ppt

第六节包晶相图及其合金的结晶,当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶，并发生包晶反应时所构成的相图称作包晶相图。以Pt-Ag相图为例简要分析,相图分析单相区：L、二相区：L+、L+、+三相区：L+（水平线PDC）,在一定温度下，由一个液相包着一个固相生成另一新固相的反应称包晶转变或包晶反应。,水平线PDC称包晶线，与该线成分对应的合金在该温度下发生包晶反应：LC+PD。该反应是液相L包着固相,新相在L与的界面上形核，并向L和两个方向长大。,合金的结晶过程包晶成分合金：匀晶包晶二次析出。室温组织为+II,PD成分合金：匀晶包晶二次析出。室温组织为+II+II,DC成分合金：匀晶包晶匀晶二次析出室温组织为+II。,三、非平衡转变组织,包晶转变过程伴随组元在相的固体中扩散迁移，因此包晶转变进行的非常缓慢，达到上述情况是理想的平衡分析，实际冷却很难实现。,在一般的冷却条件下，包晶转变未结束，系统已经到TP以下的温度，液体将将按L两相平衡规律直接凝固结晶。P点成分的合金一方面会有部分相残留，另一方面相的成分偏离P点，以这种不平衡的组织保留下来。,成分在DP之间的合金，由于包晶转变的不充分，在相的晶界处会有液体直接凝固生成的相存在。成分在PC之间的合金，本来不应该有剩余的相，由于包晶转变的不充分，在相的晶体内部将会有残留的相存在。,四、包晶转变的实际应用,包晶转变有两个显著特点：一是包晶转变的形成相依附在初晶相上形成；二是包晶转变的不完全性（一）在轴承合金中的应用（二）包晶转变的细化晶粒作用,第七节其他类型的二元相图,一、组元间形成化合物的相图,1、形成稳定化合物的二元相图,稳定化合物是指在熔化前不发生分解的化合物(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.,2形成不稳定化合物的二元相图,二偏晶熔晶和合晶相图,（一）偏晶相图偏晶反应：合金冷却到某一定温度下，由一定成分的液相分解为一定成分的固相和另一个一定成分的液相的反应。（二）熔晶相图熔晶反应：一个固相在某一恒温下，分解成个固相与一个液相的反应称为熔晶反应。（三）合晶相图合晶反应由两个不同成分的液相L1、L2在某一恒温下相互作用。生成一个具有一定成分的固相的反应，称为合晶反应,三具有固态相变的二元合金相图,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:SP+Fe3C。,（一）具有共析反应的二元相图,共析反应(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。,(奥氏体，铁素体，Fe3C渗碳体),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,（二）包析转变,两个不同成分的固相，在一定恒温下相互作用生成另一固相的反应。（三）固溶体的同素异构转变（四）有序-无序转变（五）磁性转变,具有共析反应的二元相图,第八节二元相图的分析步骤,实际二元相图往往比较复杂，可按下列步骤进行分析。分清相图中包括哪些基本类型相图确定相区相区接触法则相邻两个相区的相数差为1单相区的确定液相线以上为液相区；,Fe-Fe3C相图,靠纯组元的封闭区是以该组元为基单相固溶体区；相图中的垂线可能是稳定化合物（单相区），也可能是相区分界线；,相图中部出现的成分可变的单相区是以化合物为基的单相固溶体区；相图中每一条水平线必定与三个单相区点接触。,两相区的确定：两个单相区之间夹有一个两相,区，该两相区的相由两相邻单相区的相组成。三相区的确定：二元相图中的水平线是三相区，其三个相由与该三相区点接触的三个单相区的相组成。,Fe-Fe3C相图,常见三相等温水平线上的反应,作出典型合金冷却曲线示意图二元合金冷却曲线的特征是:在单相区和两相区冷却曲线为一斜线。,分析典型合金的结晶过程,由一个相区进入另一相区时,冷却曲线出现拐点:a.由相数少的相区进入相数多的相区曲线向右拐;,b.由相数多的相区进入相数少的相区曲线向左拐。发生三等温转变时，冷却曲线呈一水平台阶。,分析合金结晶过程画出组织转变示意图。,计算各相、各组织组成物相对重量百分比：a.在单相区，合金由单相组成，相的成分、重量即合金的成分、重量。,b.在两相区，两相的成分随温度沿各自的相线变化，各相和各组织组成物的相对重量可由杠杆定律求出。合金成分为杠杆的支点，相或组织组成物的成分为杠杆的端点。c.在三相区，三个相成分固定，重量不断变化，杠杆定律不适用。,三、相图与合金性能之间的关系,相图与合金力学性能、物理性能的关系两相机械混合物的合金:性能与合金成分呈直线关系，是两相性能的算术平均值，如：混=Q+QHB混=HBQ+HBQ(Q、Q为两相相对重量),单相固溶体的合金：性能随成分呈曲线变化，随溶质含量增加，、HB、增加，塑性下降。形成稳定化合物的合金：性能-成分曲线出现拐点。,相图与铸造性能的关系,固溶体合金液固相线间距越大、偏析倾向大,树枝晶发达,流动性降低,补缩能力下降,分散缩孔增加.共晶合金结晶温度低，流动性好，缩孔集中，偏析小，铸造性能好。,