二元三元合金显微组织观察课件

二元三元合金显微组织观察二元三元合金显微组织观察1实验目的

通过铅锡及铅锡铋合金显微组织观察，熟悉铸态合金组织的形态特征，巩固合金组织与状态图的关系。

实验目的通过铅锡及铅锡铋合金显微组织2

二元合金

根据二元相图及凝固条件，二元合金可构成不同组织，其形态因组成相特性、冷却速度、组成相相对量不同可有多种特征。

二元合金

根据二元相图及凝固条件，二元合金3以Pb-Sn系合金相图为例分析其共晶、亚共晶、过共晶等不同成分合金的结晶过程及结晶后所形成组织的特征。以Pb-Sn系合金相图为例分析其共晶、亚共晶、过共晶等不同成4含Sn量小于19%的合金由相图可见，含Sn量为10%的合金Ⅰ缓慢冷却至液相线(点1）时，从液体中结晶出α固溶体。当合金冷却到固相线（点2）时，全部结晶成α固溶体。当温度继续下降到固相线（点3）以下时，剩余Sn以β固溶体的形式从α固溶体中析出。这种从α固溶体中析出的β相叫做次生的β固溶体，并以βⅡ表示。10%Sn-Pb合金的显微组织为：黑色是基体为α相、白色的颗粒为βⅡ。含Sn量小于19%的合金由相图可见，含Sn量为5共晶合金

含61．9％Sn的Pb—Sn合金Ⅱ，它从液态缓慢冷却时，在共晶温度发生共晶转变，直到液相完全消失为止。所得到的共晶组织：由α和β两种固溶体组成，它们的相对量可用杠杆定律计算：α==

β=1－α=54.6%

61．9％Sn的Pb—Sn合金显微组织：层状共晶组织（黑色的是α相，白色的是β相）。共晶合金含61．9％Sn的Pb—S6亚共晶合金

成分位于共晶线上共晶点左侧亚共晶合金。下面以含50％Pb—Sn的合金Ⅲ为例进行分析。

合金Ⅲ在液相线和固相线点1—2之间缓慢冷却时，不断从液相中结晶出α固溶体。当温度降到共晶温度点2时，α相和剩余液相的成分分别达到M点和E点。直到剩余液相全部转变为共晶组织为止。此时亚共晶合金组织由先共晶α和共晶(α十β)组成。

50％Sn的Pb—Sn亚共晶显微组织：黑色树枝状是先共晶α固溶体，黑白相间分布的是(α十β)共晶，α晶粒内的白色颗粒为βⅡ。

(100倍）亚共晶合金成分位于共晶线上共晶点左侧亚共晶合金。7

过共晶合金过共晶合金的结晶过程与亚共晶相似，所不同的是先共晶相不是α，而是β固溶体。结晶后的组织由初生β相和共晶(α十β)组成。

70％Sn的Pb—Sn合金Ⅳ的显微组织：亮白色卵形组织为初生相β，黑白相间分布的为(α十β)共晶组织。过共晶合金过共晶合金的结晶过程与亚共8离异共晶

当合金靠近19％和97.5％Sn时，此时共晶组织量很少而先共晶量很大，共晶组织中与先共晶相同的组成相会依附先共晶相长大，把另一组成相排挤到先共晶相的晶界

5%Pb-Sn合金离异共晶组织离异共晶当合金靠近19％和97.5％9三元合金

三元相图是研究三元合金成分、组织和性能之间关系的理论依据。利用三元相图的投影图可分析合金的凝固过程，可知合金应有的显微组织。以Pb—Sn—Bi三元相图为例，分析不同成分合金的凝固过程及显微组织特征。三元合金

三元相图是研究三元合金成10BiSnPb6789E1E2E3Pb-Sn-Bi等温线投影图E二元共晶线：E1E、E2E、E3E三元共晶点：EBiSnPb6789E1E2E3Pb-Sn-Bi等温线投影图11合金6

当合金成分为：5％Pb,29％Sn，66％Bi。位于初生晶体Bi的液相面内首先结晶出Bi晶体，液相成分沿Bi点与合金成分点连线的延长线变化，与E3E相交，液相结晶出(Bi+Sn)两元共晶体。这时液相成分沿E3E二元共晶线变化，最后到达四相平衡共晶点E，合金凝固后的组织为初生晶体Bi＋两元共晶体(B1十Sn)＋三元共晶体(Bi+Sn十Pb)。合金6当合金成分为：5％Pb,29％Sn，66％12合金7

合金成分为：16％Pb,26％Sn，58％Bi位于E3E线上，开始就结晶出两相共晶体(Bi+Sn)，随着温度的降低，成分点落在四相平衡共晶反应面上，直到结晶过程结束。所得组织为两元共晶体(Bi+Sn)＋三元共晶体(Bi+Sn十Pb)。合金7合金成分为：16％Pb,26％Sn，58％13合金8合金成分为：25％Pb,15％Sn，60％Bi。随着温度的降低不断结晶出Bi晶体的同时，液相成分落在四相平衡共晶反应面范围内，故液相成分将变至E点。结晶过程将以四相平衡共晶反应告终，所得组织为初生Bi＋三元共晶体(Bi+Sn+Pb)。初生晶体Bi具有规则的外形。合金8合金成分为：25％Pb,15％Sn，6014合金9(E点）

合金成分为：32%Pb,17%Sn,51%Bi。

当E点合金液体冷却到96℃时，立即发生四相平衡共晶应，并以此结晶终了，所得组织为(Bi+Sn+β)三元共晶体，Bi呈亮色，β相为黑色，Sn为褐色。合金9(E点）合金成分为：32%Pb,17%S15实验方法和指导

1.实验内容及步骤1）观看多媒体计算机演示的二元三元合金的各种显微组织，并分析其组织形态特征；2)在显微镜下观察表中二元三元合金的显微组织，并画出示意图。2.实验设备和材料1)金相显微镜（4X型）；2)二元三元合金金相试样一套。实验方法和指导1.实验内容及步骤16二元三元合金金相试样序号合金成分侵蚀剂190%Pb+10%Sn黑色α＋βⅡ3％硝酸酒精溶液25%Pb+95%Sn胞状（离异）共晶3％硝酸酒精溶液338.1%Pb+61.9%Sn层状共晶3％硝酸酒精溶液450%Pb+50%Sn黑色α枝晶＋（α＋β）共晶＋βⅡ3％硝酸酒精溶液530%Pb+70%Sn白色β卵状组织＋（α＋β）共晶＋αⅡ3％硝酸酒精溶液65%Pb+66%Bi+29%Sn白色Bi方块＋（Bi＋Sn）共晶＋（Bi＋Sn＋Pb）共晶3％硝酸酒精溶液716%Pb+58%Bi+26%Sn较亮的（Bi＋Sn）共晶＋（Bi＋Sn＋Pb）共晶3％硝酸酒精溶液825%Pb+60%Bi+15%SnBi初晶＋（Bi＋Sn＋Pb）共晶3％硝酸酒精溶液932%Pb+51%Bi+17%Sn三元共晶（Bi＋Sn＋Pb）3％硝酸酒精溶液二元三元合金金相试样序号合金成分侵蚀剂190%Pb+10%S17实验报告要求

1.实验目的。2.画出观察二元三元合金的金相组织示意图。并标明材料、状态、组织、侵蚀剂、放大倍数。3.对Pb—Sn—Bi合金，标出四种合金在投影固上的位置并分析其结晶过程，分析三元合金初生相，两相共晶组织和三相共晶组织的特征。实验报告要求1.实验目的。18

10%Sn-90%Pb%合金α+βⅡ

500×10%Sn-919

5%Pb-Sn合金离异共晶500×5%Pb-Sn合金离异共晶20

38.1%Pb-61.9%Sn合金层状共晶500×

38.1%Pb-61.9%Sn合金21

50%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+（α+β）共晶+βⅡ500×

50%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+2250%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+（α+β）共晶+βⅡ100×50%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+（α+β）23

30%Pb-70%Sn合金白色β枝晶+（α+β）共晶+αⅡ

500×

30%Pb-70%Sn合金白色β枝晶+（α+24

5%Pb-66%Bi-29%Sn合金

白色Bi方块+（Bi+Sn)共晶+（Bi+Sn+Pb)共晶500×

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16%Pb-58%Bi-26%Sn合金

较亮的（Bi+Sn)共晶+（Bi+Sn+Pb)共晶500×

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