二元合金的相结构与相图

1、第三章第三章 二元合金的相二元合金的相结构与结晶结构与结晶 622 2 合金的相结构合金的相结构ZXY间隙原子间隙原子间隙固溶体间隙固溶体置换固溶体置换固溶体置换原子置换原子YXZ00110110固溶体固溶体间隙固溶体间隙固溶体置换固溶体置换固溶体有限固溶体有限固溶体无序固溶体无序固溶体有限固溶体有限固溶体无限固溶体无限固溶体无序固溶体无序固溶体有序固溶体有序固溶体小小 结结金属金属化合物化合物正常价化合物正常价化合物电子化合物电子化合物间隙化合物间隙化合物间隙相间隙相间隙式金属间隙式金属化合物化合物10 20 30 40 50 60 70 80 90800700600500400300200

2、100CD 测临界点的方法：测临界点的方法： 金相法金相法 膨胀法膨胀法 电阻法等电阻法等 Cu-Ni二元合金相图二元合金相图L LL L +15001400130012001100100090010831455baA AB B020406080CuNi100a a1 1c c1 1arrbCCCCWWLLT, CCuNiNi%2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 纯铜纯铜熔点熔点纯镍纯镍熔点熔点液相线液相线固相线固相线液相区液相区固相区固相区液固两相区液固两相区49Cu-Ni二元合金相图二元合金相图L LL L +1500140013

3、0012001100100090010831455baA AB B020406080CuNi100a a1 1c cc cL LabcdT,CtL L L 10831455L L+ T, CCuNiNi%20406080100100011001200130014001500L Lt1t2t3t4t1t2t3t1t2t4t3t1t2L+L+A AB BK KCuCuNiNiNi%Ni%温温度度k kC L Lt4t3t1t2L+L+A AB BCuCuNiNiNi%Ni%温温度度CoCo1 12 22 23 34 43 3 4 4 2 23 34 4t55 5 5 5t1t4L Lt1t2t3t

4、4t1t2t3t1t2t4t3t1t2L+L+A AB BC Co oCuCuNiNiNi%Ni%温温度度C Co oC Co o-C-C1 1=C=Co o-K-Ko oC Co o=C=Co o-K-Ko oL+L+TmTmT T0 0A AT T2 2平面晶平面晶胞状晶胞状晶树枝晶树枝晶匀晶转变小结匀晶转变小结PbSnSn%液相线液相线L固相线固相线 + L + L + 固溶线固溶线 固溶线固溶线PbSnT, CL + L + L + 共晶反应线共晶反应线CD共晶点共晶点ELE C + DPbSnT, CL + L + L + CDEPbSnT, CL + L+ L + 183CDEEc

5、eFGX1T, CtL L LL+ + 1234PbSnT, CL + L+ L + 183CDEtL L LL+ 冷却曲线冷却曲线 + T, C（2 2）X X2 2合金结晶过程分析合金结晶过程分析（共晶合金）（共晶合金）X2T, CtL( + )L( + )LL( + ) 共晶体共晶体( + )PbSnT, CL + L + L + 183cde e : e : 共晶点共晶点( (包含共晶的成分与温度包含共晶的成分与温度) ) 共晶转变式：共晶转变式：L Le e C C+ + d dL LC + DL LE E F + G实际转变过程复杂：实际转变过程复杂：注意：注意：(1) (1) 共

6、晶转变产物共晶转变产物(+(+) ) 多多相邻间隔相邻间隔协协同长大，称为共晶体或共晶组织；同长大，称为共晶体或共晶组织；CF+GDG+F(2)(2)共晶体中随后析出的二次相多依附共晶体中随后析出的二次相多依附于原共晶体生长，故往往观察不到。于原共晶体生长，故往往观察不到。PbSnT, CL + L + L + 183cdeFGX2注：注：和和呈层片状交替分布，其中黑色为呈层片状交替分布，其中黑色为相，白色的为相，白色的为相相共晶相图共晶相图 杠杆定律应用杠杆定律应用X3T, CtLL+ ( + )+ + 12( + )+ PbSnT, CL + L + L + 183cdeL+( + )+

7、温度降至温度降至2点后，可用杠杆定律计算点后，可用杠杆定律计算 先共晶相先共晶相 和剩和剩余液相的相对含量。余液相的相对含量。亚共晶成分：亚共晶成分： ce亚共晶转变式：亚共晶转变式： L c + (c +d)先共晶相先共晶相F+G+(F+G)+ LC + Le C+ (C+D)L共晶体共晶体(组织组织)PbSnT, CL + L + L + 183cdeX3Pb-Sn二元相图二元相图W()=97.5-5097.5-19MNN2=60.5%MNM2W()=50-1997.5-1939.5%WW 先先= =WW( (+) )共共= =PbSn亚共晶组织亚共晶组织先先+(+)共共+ 注：注：暗黑色

8、树枝状是先共晶相暗黑色树枝状是先共晶相 ，其中白色颗粒为二，其中白色颗粒为二次相次相 ，而黑白相间者为共晶体，而黑白相间者为共晶体(+(+) )。X4T, CtLL+ ( + )+ + 12( + )+ PbSnT, CL + L + L + 183cdeL+( + )+ 过共晶成分：过共晶成分： 过共晶转变式：过共晶转变式： L L d + (C +d)先共晶相先共晶相(C + d) + d(F + G) +G+）L + L + ( L LE E + d )L L共晶组织共晶组织PbSnT, CL + L + L + 183cde SnSn70%70%的的Pb-SnPb-Sn合金显微组织合金

9、显微组织 500500过共晶合金组织过共晶合金组织 ： + +(+)共共 亚共晶合金：亚共晶合金： + 成分在成分在FG之间的之间的合金均由合金均由 +相构成；但相构成；但不同合金中两相的形成过不同合金中两相的形成过程与形貌各不相同。程与形貌各不相同。(先共晶先共晶和和共晶共晶) (和和共晶共晶)PbSnT, CL + L + L + 183cde先共晶先共晶+ +(+)共晶共晶先共晶先共晶+ +(+)共晶共晶(+)共晶共晶+PbSnT, CL + L + L + 183cdeL LL+AL+AL+BL+BA+BA+BA AB BB(%)B(%)a ab bc cd de e温度温度L LA

10、AB BB(%)B(%)L+L+L+BL+B +B+Ba ab bc cd de ef fg g温度温度CD400203040506070809060080010001200140016001800177210121123410.542.4118668.3861.8 L Ld d + + c c e ePtAgAg%T, CL + L + cedfgT, CtLL + L + + L + 400203040506070809060080010001200140016001800177210121123410.542.4118666.3861.8 + L + L( ( P P + L+ LC C

11、) ) D DL L F F+E E组织组成：组织组成：+1 1以上以上L LL LL L 终了终了1D开始开始D以下以下D合金合金的平衡结晶过程的平衡结晶过程400203040506070809060080010001200140016001800177210121123410.542.4118668.3861.8组织组成：组织组成：+ + L + L P P + + D DL L P P + ( + ( P P+ L+ LC C) )L LL L 1 1以上以上终了终了12开始开始2以下以下2合金合金的平衡结晶过程的平衡结晶过程 组织组成：组织组成：+400203040506070809060080010001200140016001800177210121123410.542.4118668.3861.8+ L+ L P P + L+ LC CL LC C + + D DL LL LC C + (+ ( P P + L+ LC C) )+L LL LL L 1 1以上以上12223344以下以下合金合金的平衡结晶过程的平衡结晶过程L L MgMg2 2SiSi、FeFe3 3C CABT, C + + + cedL + L分散分散集中集中分散分散集中集中aebL L aeb mpnL LL L+ L L+ 恒温恒温恒温恒温恒温恒温复习复习 基本概