[工学]第03章 结晶相图.pptVIP

2、相图特征（构成） ： （1）7条线 AE、BE为液相线，温度在液相线上，为单一液态； AC、BD为固相线，温度在此以下为单一固溶体； CED：共晶反应线， 对应L??+?； CG、DH为 ?，? 固溶体的溶解度变化线， 即：?，?固溶体的溶解度随温度变化而发生变化的曲线。 （2） 6个相区 3个单相区：L、 ? 、? 3个两相区： L+?, L+ ? 、 ? +? 注：两个单相区由一个双相区分隔 (相律） （3）一个点 E：共晶成分点， 液体温度最低点。 成分在E点以左，为亚共晶（成分在 CE 范围） 成分在E点以右，为过共晶（成分在 ED 范围） 3、结晶过程分析（以 Pb-Sn 合金系为例） 选择4个成分： I，II，III，IV 成分I：对应固溶体 成分II：对应共晶点 成分III：对应亚共晶 成分IV：对应过共晶 （1）成分 I 的结晶过程 温度高于“1”点，为单一液相； 温度降到“1”，开始从L中析出 ? 固溶体（称初生 相， Pb 中固溶了Sn），且随温度降低 ? 量不断增 加，液相不断 减少。 ? 固溶体的成分沿 taM 线变 化，而L相的 成分沿 taE 线变化； 温度降到“2”点，L全部转变为?固溶体， 成分 为“2”点对应的成分； 温度继续下降，至“3”点，?中开始析出?固 溶体，随温度降低，?相的成分沿 MF 变化， ?相的成分随NG变化。 1 2 4 3 （2）成分 II 的结晶过程 （共晶成分） 温度在E点以上，为单一液相L； 温度降到E，发生共晶反应：L??+?。其中 ?固溶体的成分为 M 点对应的成分， ?固溶 体的成分为 N 点对应的成分。 E点以下，L全部转变为?、?固溶体，随着 温度降低，?、? 的成分分别随MF和NG变 化。 共晶反应的特点 在液体中α和β固溶体同时析出。 α和β析出过程中， α和β固溶体交替生长，形成交替的片层结构。 凝固过程是在恒温下完成。 最终得到两相交替的混合组织。 成分交替变化 2 共晶体中平衡相的计算 共晶反应生成相 ?、?的成分： ?：CM； ?：CN 共晶反应生成相 ?、?的质量： ?：M?， ?：M ? 杠杠定律： M??EM= M?? EN, M? + M ?=100% ? 思考： 室温下?、?相的成分和质量是多少？ 2 （3）成分 III 的结晶过程 （亚共晶成分） 温度“1”以上，为单一液相 L。 到达“1”点，L中开始析出 ?， ? 成分为过“1”点的水平线与 taM 的交点对应的成分。 在“1～2”点之间，L、?两者共存，但随温度降低，L成分沿tAE 变化，? 成分沿taM变化 。 在“2”点，发生共晶反应，L??+?，?的成分为CM，?相成分为CN。共晶反应的产物仍为?，?相交替的片层结构。 “2”点以下，L全部转变为 ?+?，?、?的成分分别沿MF、NG变化 注：任何两相区中各个相的成分和质量比由杠杆定律确定。 （4）成分 IV 的结晶过程 （过共晶成分） 温度“1”以上，为单一液相 L。 到达“1”点，L中开始析出 ?， ?相的成分为过“1”点的水平线与tBN的交点对应的成分。 在“1～2”点之间，L、 ?两者共存，但随温度降低，L成分沿tBE变化，?成分沿tBN变化 。 在“2”点，发生共晶反应，L??+?，?的成分为CM，?相成分为CN。共晶反应的产物仍为?，?相交替的片层结构。 “2”点以下，L全部转变为 ?+?，?、?的成分分别沿ME、NG变化 注：任何两相区中各个相的成分和质量比由杠杆定律确定。 四、其他类型相图 1. 二元包晶相图 （1）定义 两组元在液态下无限互溶，固态下有限溶解，并且发生包晶转变：L+???。 （2）构成 ac 和 bc为两液相线，与其对应的 ad 和 bp 为两固相线； df 和pg 固溶体α、β的溶解度随温度变化线；dpc为包晶转变线。 相图含三个单相区L、α、β； 三个双相区L＋α、L＋β、α＋β； 一个三相区 L＋α＋β，水平线dpc为包晶反应线， P点为包晶点，对应包晶反应： L+???。 请同学们自己分析不同成分合金的结晶过程 2. 共析相图 （固态反应） 特点： （1）固态反应。 （2）类似于共晶反应。 （3）共析反应：???＋? （4） ?、?为交替的片层结构。 （5） ?、?的相对含量符合杠杆定律。 稳定化合物在相图中表现为一直线，可将其视为独立组元，并以其为界将相图分开进行分析。 如Mg - Si相图，以M