金属学与热处理包晶相图.ppt

上节要点回顾上节要点回顾n n概念：共晶转变、亚共晶、过共晶、伪共概念：共晶转变、亚共晶、过共晶、伪共晶、离异共晶晶、离异共晶n n共晶合金的平衡凝固共晶合金的平衡凝固n n理解伪共晶和离异共晶的形成理解伪共晶和离异共晶的形成1n由液相同时结晶出两个固相的过程称为由液相同时结晶出两个固相的过程称为共晶转变共晶转变2n nSnSn<19.2%<19.2%和和和和SnSn>97.5%>97.5%        的合金可以看作是匀晶合金的合金可以看作是匀晶合金的合金可以看作是匀晶合金的合金可以看作是匀晶合金n n共晶合金共晶合金共晶合金共晶合金n n亚共晶合金亚共晶合金亚共晶合金亚共晶合金n n过共晶合金过共晶合金过共晶合金过共晶合金共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：34共晶体的形成共晶体的形成共晶体的形成共晶体的形成成分互惠－交替形核成分互惠－交替形核片间搭桥－共同生长片间搭桥－共同生长两相交替分布两相交替分布（共晶组织）（共晶组织）5思考题思考题1 1、简单总结伪共晶、不平衡共晶和离异共晶的特点、简单总结伪共晶、不平衡共晶和离异共晶的特点、简单总结伪共晶、不平衡共晶和离异共晶的特点、简单总结伪共晶、不平衡共晶和离异共晶的特点。

n n伪共晶伪共晶伪共晶伪共晶————靠近共晶点附近的合金得到了全部共晶组靠近共晶点附近的合金得到了全部共晶组靠近共晶点附近的合金得到了全部共晶组靠近共晶点附近的合金得到了全部共晶组织；织；织；织；n n离异共晶离异共晶离异共晶离异共晶————共晶组织没有显示出共晶的特征；共晶组织没有显示出共晶的特征；共晶组织没有显示出共晶的特征；共晶组织没有显示出共晶的特征；n n不平衡共晶不平衡共晶不平衡共晶不平衡共晶————在不应该出现共晶的合金里出现了共在不应该出现共晶的合金里出现了共在不应该出现共晶的合金里出现了共在不应该出现共晶的合金里出现了共晶组织6n由一个液相与一个固相由一个液相与一个固相在恒温下生成另一个固在恒温下生成另一个固相的转变称为相的转变称为包晶晶转包晶晶转变变n两组元在液态无限溶解，两组元在液态无限溶解，在固态有限固溶，并且在固态有限固溶，并且发生包晶反应的相图，发生包晶反应的相图，称为称为包晶相图包晶相图3.6 包晶相图包晶相图7  Pt-Ag相图相图 (1) (1) 相图分析相图分析8n n点点点点n nA A点、点、点、点、B B点、点、点、点、C C点点点点n nD D点、点、点、点、P P点、点、点、点、E E点点点点n n线线线线n nACBACB线为液相线线为液相线线为液相线线为液相线n nAPDBAPDB线为固相线线为固相线线为固相线线为固相线n nCDPCDP线是包晶转变线线是包晶转变线线是包晶转变线线是包晶转变线,PE,PE线为线为线为线为AgAg在在在在PtPt中的固溶中的固溶中的固溶中的固溶度曲线度曲线度曲线度曲线n nDFDF线为线为线为线为PtPt在在在在AgAg中的固溶度曲线中的固溶度曲线中的固溶度曲线中的固溶度曲线9n n相区相区相区相区n n单相区单相区单相区单相区n n两相区两相区两相区两相区n n三相线三相线三相线三相线  Pt-Ag相图相图 10（（2 2））Pt-AgPt-Ag合金的平衡凝固合金的平衡凝固  Pt-Ag相图相图 n n含含含含42.4%Ag42.4%Ag的的的的Pt-AgPt-Ag合金合金合金合金111213n n42.4%

充分扩散，因此包晶转变也不能充分进行充分扩散，因此包晶转变也不能充分进行充分扩散，因此包晶转变也不能充分进行21n n除匀晶、共晶和包晶三种最基本的相图外还有其除匀晶、共晶和包晶三种最基本的相图外还有其除匀晶、共晶和包晶三种最基本的相图外还有其除匀晶、共晶和包晶三种最基本的相图外还有其他类型的二元相图他类型的二元相图他类型的二元相图他类型的二元相图3.7 其他类型的二元相图其他类型的二元相图22  Fe-B相图相图 n n熔晶转变相图熔晶转变相图熔晶转变相图熔晶转变相图        熔晶转变熔晶转变熔晶转变熔晶转变是一个固是一个固是一个固是一个固相转变为另一个固相转变为另一个固相转变为另一个固相转变为另一个固相和一个液相的恒相和一个液相的恒相和一个液相的恒相和一个液相的恒温转变1 1）其他类型的恒温转变相图）其他类型的恒温转变相图23n n偏晶转变的相图偏晶转变的相图偏晶转变的相图偏晶转变的相图           由一定成分的液相由一定成分的液相由一定成分的液相由一定成分的液相在恒温下，同时转在恒温下，同时转在恒温下，同时转在恒温下，同时转变为另一个一定成变为另一个一定成变为另一个一定成变为另一个一定成分的液相和一定成分的液相和一定成分的液相和一定成分的液相和一定成分的固相的过程，分的固相的过程，分的固相的过程，分的固相的过程，称为称为称为称为偏晶转变偏晶转变偏晶转变偏晶转变。

         Cu-Pb相图相图 24n n合晶转变的相图合晶转变的相图合晶转变的相图合晶转变的相图    由两个一定成分的液相由两个一定成分的液相由两个一定成分的液相由两个一定成分的液相L L1 1和和和和L L2 2，在恒温下转变为一，在恒温下转变为一，在恒温下转变为一，在恒温下转变为一个一定成分的固相的过程，称为个一定成分的固相的过程，称为个一定成分的固相的过程，称为个一定成分的固相的过程，称为合晶转变合晶转变合晶转变合晶转变   25n n共析转变的相图共析转变的相图共析转变的相图共析转变的相图           由一个一定成分由一个一定成分由一个一定成分由一个一定成分的固相，在恒温的固相，在恒温的固相，在恒温的固相，在恒温下同时转变成另下同时转变成另下同时转变成另下同时转变成另外两个一定成分外两个一定成分外两个一定成分外两个一定成分的固相的过程，的固相的过程，的固相的过程，的固相的过程，称为共析转变称为共析转变称为共析转变称为共析转变 Fe-Ti相图相图 26n n包析转变的相图包析转变的相图包析转变的相图包析转变的相图          由两个一定成分由两个一定成分由两个一定成分由两个一定成分的固相，在恒温的固相，在恒温的固相，在恒温的固相，在恒温下转变成另一个下转变成另一个下转变成另一个下转变成另一个一定成分的固相一定成分的固相一定成分的固相一定成分的固相的过程，称为包的过程，称为包的过程，称为包的过程，称为包析转变。

析转变 Fe-B相图相图 27n n稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并在稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并在稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并在稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并在熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物n nMg-SiMg-Si相图就是具有稳定化合物的相图，当含相图就是具有稳定化合物的相图，当含相图就是具有稳定化合物的相图，当含相图就是具有稳定化合物的相图，当含Si  Si  36.6%36.6%时，时，时，时，Mg-SiMg-Si形成稳定化合物形成稳定化合物形成稳定化合物形成稳定化合物MgMg2 2SiSi，，，，其熔点为其熔点为其熔点为其熔点为1087℃1087℃2 2）组元间形成稳定化合物的相图）组元间形成稳定化合物的相图28  Mg-Si相图相图 2930n n不稳定化合物不稳定化合物不稳定化合物不稳定化合物是指两组元形成的没有明显熔点，是指两组元形成的没有明显熔点，是指两组元形成的没有明显熔点，是指两组元形成的没有明显熔点，并在一定温度就发生分解的化合物。

并在一定温度就发生分解的化合物并在一定温度就发生分解的化合物并在一定温度就发生分解的化合物 （（3 3）组元间形成不稳定化合物的相图）组元间形成不稳定化合物的相图31二元系各类恒温转变图型二元系各类恒温转变图型3233343.8 二元相图的分析和使用二元相图的分析和使用35n n对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简单相图再进行下一步分析单相图再进行下一步分析单相图再进行下一步分析单相图再进行下一步分析n n根据相区接触法则，区别各相区根据相区接触法则，区别各相区根据相区接触法则，区别各相区根据相区接触法则，区别各相区n n找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区情况确定恒温转变的类型。

这是分析相图的关键情况确定恒温转变的类型这是分析相图的关键情况确定恒温转变的类型这是分析相图的关键情况确定恒温转变的类型这是分析相图的关键n n利用相图分析典型合金结晶过程及组织利用相图分析典型合金结晶过程及组织利用相图分析典型合金结晶过程及组织利用相图分析典型合金结晶过程及组织复杂二元相图的分析步骤复杂二元相图的分析步骤36n nI. I. 包晶转变包晶转变包晶转变包晶转变n nⅡ.Ⅱ.包晶转变包晶转变包晶转变包晶转变n nⅢ.Ⅲ.包晶转变包晶转变包晶转变包晶转变37n nⅣ.Ⅳ.Ⅳ.Ⅳ.共析转变共析转变共析转变共析转变n nⅤ.Ⅴ.Ⅴ.Ⅴ.共析转变共析转变共析转变共析转变n nⅥ.Ⅵ.Ⅵ.Ⅵ.共析转变共析转变共析转变共析转变n nⅦ.Ⅶ.Ⅶ.Ⅶ.共析转变共析转变共析转变共析转变38n nⅧ.Ⅷ.Ⅷ.Ⅷ.包析转变包析转变包析转变包析转变n nⅨ.Ⅸ.Ⅸ.Ⅸ.包析转变包析转变包析转变包析转变n nⅩ.Ⅹ.Ⅹ.Ⅹ.熔晶转变熔晶转变熔晶转变熔晶转变n nⅪⅪⅪⅪ. . 共晶转变共晶转变共晶转变共晶转变39n n相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这些主要取决于相的特性及形成条件。

些主要取决于相的特性及形成条件些主要取决于相的特性及形成条件些主要取决于相的特性及形成条件n n相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件下，合金很少能达到平衡状态下，合金很少能达到平衡状态下，合金很少能达到平衡状态下，合金很少能达到平衡状态   应用相图要注意的问题应用相图要注意的问题40本节要点本节要点n n概念：包晶转变、共析转变、偏晶转变、概念：包晶转变、共析转变、偏晶转变、熔晶转变、合晶转变、包析转变熔晶转变、合晶转变、包析转变n n包晶合晶的凝固过程包晶合晶的凝固过程n n复杂二元相图的分析复杂二元相图的分析下节内容下节内容：包晶相图411.和共晶转变一样包晶转变也是恒温转变和共晶转变一样包晶转变也是恒温转变2. A 是是B 否否思考题思考题 答案：答案：A二元系的包晶转变是恒温转变这可以通过相律计算，二元系的包晶转变是恒温转变这可以通过相律计算，此时系统的自由度为此时系统的自由度为0 422.实际生产中包晶转变难以进行完全的原因是：实际生产中包晶转变难以进行完全的原因是：A 实际生产时金属的冷却速度大；实际生产时金属的冷却速度大；B 包晶转变受固态中原子扩散速度慢的影响；包晶转变受固态中原子扩散速度慢的影响；C 包晶转变是恒温转变，实际生产时不能提供恒温条件包晶转变是恒温转变，实际生产时不能提供恒温条件。

思考题思考题 答案：答案：AB这两条都是在实际生产中包晶转变不能充分进行的原因这两条都是在实际生产中包晶转变不能充分进行的原因 4344。