步冷曲线法绘制二元合金相图试验目的.PPTVIP

用热分析法建立二元合金相图 实验目的 实验原理 仪器和合金 实验步骤 数据处理 步冷曲线法绘制二元合金相图 一、实验目的 1. 用热分析法测熔融体步冷曲线，绘制Pb—Sb二元合金相图。 2. 了解热分析法的实验技术及热电偶测量温度的原理和方法。 二、实验原理 1. 相图 　相图是多相体系处于相平衡状态时体系的某些物理性质（如温度或压力）对体系的组成作图所得的图形，因图中能反映出相图平衡情况（相的数目及性质等），故称为相图。 由于压力对仅由液相和固相构成的凝聚体系的相平衡影响很小，所以二元凝聚体系的相图通常不考虑压力的影响，而常以组成为横坐标，以温度为纵坐标作图。 1）二元匀晶平衡图 两组元在液态和固态均无限互溶所构成的合金平衡图 2）二元共晶平衡图 两组元在液态时无限互溶，在固态时有限互熔且有共晶 转变产生的平衡图 2.热分析法测量步冷曲线 　　热分析法是绘制相图常用的基本方法，其原理是将体系加热融熔成一均匀液相，然后让体系缓慢冷却，记录体系的温度随时间的变化关系，绘制成温度-时间曲线，称为步冷曲线。 　　从步冷曲线中一般可以判断在某一温度时，体系有无相变发生。当系统缓慢而均匀地冷却时，若系统内无相变，则温度将随时间而均匀地改变，即在T-t曲线上呈一条直线，若系统内有相变化，则因放出相变热，使系统温度变化速度发生改变，在T-t图上有转折或水平线段。 图A是单组分体系, 图B是二元混合物,图 C是低共融体系的步冷曲线。 A B C 步冷曲线 3.绘制二元合金相图 　　 无论是步冷曲线上的平台还是转折，都反映了相变化时的温度，把各种不同组成的体系的步冷曲线的转折点和平台，在温度－组成图上标志出来连成曲线就得到相图。 1）由步冷曲线绘制二元匀晶相图 时间 温度 90 70 50 30 A B 温度 A 温度 B 温度 2）由步冷曲线绘制二元共晶相图 E C D 含B% 60 40 20 B A 80 T 时间 t T 100 60 40 20 0 T 3）共晶相图 SA+(SA+SB) SB +(SA+SB) X% Y℃ SA+SB 温度 成分 100%A 100%B L L + SA L + SB 共晶相图的建立 三、仪器和合金 1.电炉3台； 2.数字温度仪表3台； 3.本实验采用下列六种铅锑合金： 1）纯Pb（熔点327℃） 2）5％Sb+95%Pb 3）12％Sb+88%Pb 4）50％Sb+50%Pb 5）75％Sb+25%Pb 6）纯Sb （熔点631℃） 四、实验步骤 1. 样品配制 用感量0.1g的台称分别称取纯Sb、纯Pb各200g，另配制含锑5%、12%、50%、75%的铅锑混合物各200g，分别置于坩锅中。 2. 绘制步冷曲线 将坩锅放入电炉，将热电偶插入坩锅中，加热到合金全部熔化，关闭加热炉电源。读取坩锅中合金降温时的温度值，每隔30秒记录温度数值一次，直到全部合金凝固以后，温度再下降10度为止。根据记录数据绘制出各个合金的T－t步冷曲线。 五、数据处理 （1）根据记录数据作出T－t步冷曲线。 （2）找出各步冷曲线中拐点和平台对应的温度值。 （3）以温度为纵坐标，以合金组成为横坐标，绘制Pb－Sb二元合金相图。 注意事项 用电炉加热样品时，注意温度要适当，温度过高样品易氧化变质; 温度过低或加热时间不够则样品没有全部熔化，步冷曲线转折点测不出。 实验报告要求 1、实验目的。 2、简述热分析方法原理。 3、绘出各成分合金的步冷曲线。 4、找出各成分合金的临界点，绘出Pb-Sb 合金相图。 * * * *