材料科学基础二元系相图及其合金凝固二元包晶相图PPT学习教案.pptx

会计学1材料科学基础二元系相图及其合金材料科学基础二元系相图及其合金(hjn)凝固二元包晶相图凝固二元包晶相图第一页，共80页。包晶相图概述包晶相图概述包晶相图概述包晶相图概述 有有有有些些些些合合合合金金金金当当当当凝凝凝凝固固固固到到到到一一一一定定定定温温温温度度度度(wnd)(wnd)时时时时，已已已已结结结结晶晶晶晶出出出出来来来来的的的的一一一一定定定定成成成成分分分分的的的的固固固固相相相相与与与与剩剩剩剩余余余余液液液液相相相相(有有有有确确确确定定定定成成成成分分分分)发发发发生生生生反反反反应应应应生生生生成成成成另另另另一一一一种种种种固固固固相相相相的的的的恒恒恒恒温温温温转转转转变变变变过过过过程程程程称称称称为为为为包晶转变（包晶转变（包晶转变（包晶转变（peritectic reactionperitectic reaction）。）。）。）。两两两两组组组组元元元元在在在在液液液液态态态态下下下下无无无无限限限限互互互互溶溶溶溶，固固固固态态态态下下下下只只只只能能能能部部部部分分分分互互互互溶溶溶溶并并并并具具具具有有有有包包包包晶晶晶晶转转转转变变变变的的的的相相相相图图图图称称称称为为为为二二二二元元元元包包包包晶晶晶晶相相相相图图图图（the the peritectic phase diagramperitectic phase diagram）。）。）。）。具具具具有有有有包包包包晶晶晶晶转转转转变变变变的的的的二二二二元元元元合合合合金金金金有有有有：CuCuSnSn、FeFeC C、CuCuZnZn、AgAgSnSn、AgAgPt Pt。第1页/共80页第二页，共80页。Pt-Ag包晶相图包晶相图(xin t)LLDP42.4第2页/共80页第三页，共80页。1.1.1.1.包晶相图包晶相图包晶相图包晶相图(xin t)(xin t)(xin t)(xin t)分析分析分析分析 相区：相区：相区：相区：三个单相区：三个单相区：三个单相区：三个单相区：L L相区、相区、相区、相区、相区和相区和相区和相区和 相区；相区；相区；相区；三个双相区：三个双相区：三个双相区：三个双相区：L+L+相区、相区、相区、相区、L+L+相区、相区、相区、相区、+相区；相区；相区；相区；一个三相区：三相共存于一个三相区：三相共存于一个三相区：三相共存于一个三相区：三相共存于DPCDPC线线线线 L+L+线线线线：固固固固相相相相线线线线、液液液液相相相相线线线线、水水水水平平平平线线线线(DPC)(DPC)为为为为包包包包晶晶晶晶转转转转变变变变线，线，线，线，包包包包晶晶晶晶转转转转变变变变线线线线上上上上的的的的合合合合金金金金(hjn)(hjn)在在在在该该该该温温温温度度度度下下下下发发发发生生生生包晶转变：包晶转变：包晶转变：包晶转变：LC+D=P LC+D=P第3页/共80页第四页，共80页。P点为包晶反应点为包晶反应(fnyng)点，在点，在P点成点成分的合金，可全部发生包晶反应分的合金，可全部发生包晶反应(fnyng)，由液、固两相形成，由液、固两相形成相单相。相单相。所有的成分在所有的成分在DC范围内的合金在此温范围内的合金在此温度都将发生三相平衡的包晶转变。度都将发生三相平衡的包晶转变。除除P点以外，在水平线上其他成分的合点以外，在水平线上其他成分的合金包晶反应金包晶反应(fnyng)不完全，除生成不完全，除生成相相以外，以外，P点以右合金有液相过剩，点以右合金有液相过剩，P点以点以左合金有左合金有相过剩。相过剩。第4页/共80页第五页，共80页。LLDP1242.42.包晶系合金包晶系合金(hjn)的平衡凝固（的平衡凝固（1）包晶点包晶点(P)合金合金(hjn)第5页/共80页第六页，共80页。在在01点温度范围，合金为液相。点温度范围，合金为液相。在在1点温度，合金开始结晶出固相点温度，合金开始结晶出固相。在在12点温度范围，合金发生匀晶转点温度范围，合金发生匀晶转变，变，L。在略高于在略高于2点温度，合金处于液相和点温度，合金处于液相和相的两相平衡相的两相平衡(pnghng)，液相的平衡，液相的平衡(pnghng)成分为成分为C点成分，点成分，相的成相的成分为分为D点成分。点成分。第6页/共80页第七页，共80页。两平衡两平衡(pnghng)相的重量分别为：相的重量分别为：在在2点温度时，合金发生包晶转变点温度时，合金发生包晶转变(zhunbin)，LC+DP，处于三，处于三相平衡。相平衡。第7页/共80页第八页，共80页。当温度略低于当温度略低于2点时，结晶终了。液点时，结晶终了。液相和固相相和固相全部消失全部消失(xiosh)，合金，合金处于单相处于单相状态。状态。包晶转变时，包晶转变时，相一般是在相一般是在相相上形成一层外壳，把上形成一层外壳，把相包围起来，与相包围起来，与L相隔绝，然后通过原子向两边扩散，相隔绝，然后通过原子向两边扩散，消耗消耗相和相和L相而长大。相而长大。第8页/共80页第九页，共80页。第9页/共80页第十页，共80页。在低于在低于2点温度，从点温度，从相中将析出次相中将析出次生生(cshng)相相，。合金处。合金处于于和和两相平衡。随着温度下降，两相平衡。随着温度下降，相成分沿相成分沿PF线变化，线变化，相成分沿相成分沿DE线变化。两平衡相的重量也随之而变。线变化。两平衡相的重量也随之而变。第10页/共80页第十一页，共80页。n n发发生生包包晶晶反反应应：LC+D=P为为恒恒温温反应反应n n结晶过程：结晶过程：n n LL+n n 匀晶反应包晶反应脱溶转变匀晶反应包晶反应脱溶转变n n室温室温(sh wn)组织：组织：+包晶点包晶点(P)(P)合金合金(hjn)(hjn)的平衡凝固的平衡凝固第11页/共80页第十二页，共80页。包晶点包晶点(P)(P)合金的室温合金的室温(sh wn)(sh wn)组织组织第12页/共80页第十三页，共80页。（2）包晶点包晶点(P)以右合金以右合金(hjn)I的平衡凝固的平衡凝固LLDP12G123442.4第13页/共80页第十四页，共80页。在在01点温度点温度(wnd)范围，合金为液范围，合金为液相。相。在在1点温度点温度(wnd)时，合金开始结晶，时，合金开始结晶，从液相中结晶出固相从液相中结晶出固相。在在12点温度点温度(wnd)范围，发生匀晶范围，发生匀晶转变，合金处于固液两相平衡。转变，合金处于固液两相平衡。在略高于包晶转变温度在略高于包晶转变温度(wnd)时，时，合金处于合金处于和液相两相平衡。和液相两相平衡。第14页/共80页第十五页，共80页。两平衡两平衡(pnghng)相的重量分别为：相的重量分别为：显然，包晶反应中液相的相对量显然，包晶反应中液相的相对量超出包晶反应所需比例超出包晶反应所需比例(bl)，包晶反，包晶反应后有液相剩余。应后有液相剩余。第15页/共80页第十六页，共80页。因此，包晶转变后，合金处于因此，包晶转变后，合金处于L和和两相平衡。两相平衡。继续冷却，在继续冷却，在23点温度范围，从液点温度范围，从液相中结晶出相中结晶出相，发生匀晶转变，直相，发生匀晶转变，直至至3点温度时，液相全部消失。此时点温度时，液相全部消失。此时(c sh)，合金处于单相，合金处于单相状态。状态。第16页/共80页第十七页，共80页。以后，随着温度继续下降，在以后，随着温度继续下降，在4点以下点以下温度范围温度范围(fnwi)，从，从相中析出次生相中析出次生相相，。此时，合金处于。此时，合金处于和和两两相平衡，直至室温。相平衡，直至室温。合金在室温处于合金在室温处于和和两相平衡，室温两相平衡，室温组织为组织为+。第17页/共80页第十八页，共80页。（3）包晶点包晶点(P)以右合金以右合金II的平衡的平衡(pnghng)凝固凝固LLDP1212342.4第18页/共80页第十九页，共80页。在在01点温度范围，合金为液相。点温度范围，合金为液相。在在1点温度时，合金开始结晶，从液点温度时，合金开始结晶，从液相中结晶出固相相中结晶出固相。在在12点温度范围，发生点温度范围，发生(fshng)匀晶转变，合金处于固液两相平衡。匀晶转变，合金处于固液两相平衡。温度达到温度达到2点，液相全部转变为点，液相全部转变为相，相，此时的组织为此时的组织为 单相组织。单相组织。第19页/共80页第二十页，共80页。23点范围内合金不发生任何组织点范围内合金不发生任何组织转变，仍为转变，仍为 单相组织。单相组织。当温度达到当温度达到3点时，由点时，由 相开始相开始(kish)脱溶出脱溶出相相因此，室温组织为：因此，室温组织为：第20页/共80页第二十一页，共80页。（4）包晶点）包晶点(P)以右合金以右合金(hjn)III的平衡凝固的平衡凝固LLDP121231242.4第21页/共80页第二十二页，共80页。室温室温(sh wn)组织为：组织为：单相组织单相组织第22页/共80页第二十三页，共80页。（5）包晶点包晶点(P)以左合金以左合金(hjn)I的平衡凝固的平衡凝固LLDP1212H42.4第23页/共80页第二十四页，共80页。液态合金冷却液态合金冷却(lngqu)到到12点时，点时，发生匀晶转变，液相中先结晶出初晶发生匀晶转变，液相中先结晶出初晶相。相。相成分沿相成分沿AD变化，液相成分沿变化，液相成分沿AC变化。变化。当温度达到当温度达到2点时，液相成分相当于点时，液相成分相当于C点成分，点成分，相成分相当于相成分相当于D点成分，点成分，合金处于合金处于LC+D两相平衡状态。两相平衡状态。第24页/共80页第二十五页，共80页。两平衡两平衡(pnghng)相的重量分别为：相的重量分别为：显然显然(xinrn)，包晶反应中，包晶反应中相的相对量超出包晶反应所需比例，相的相对量超出包晶反应所需比例，包晶反应后有包晶反应后有相剩余。相剩余。第25页/共80页第二十六页，共80页。因此，包晶转变后，合金处于因此，包晶转变后，合金处于因此，包晶转变后，合金处于因此，包晶转变后，合金处于和和和和两相平衡。两相平衡。两相平衡。两相平衡。温温温温度度度度低低低低于于于于2 2 2 2点点点点时时时时，开开开开始始始始分分分分别别别别从从从从、两两两两相相相相中中中中脱脱脱脱溶溶溶溶出出出出 和和和和结晶过程：结晶过程：结晶过程：结晶过程：LL+L+LL+L+LL+L+LL+L+匀匀匀匀晶晶晶晶反反反反应应应应(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)包包包包晶晶晶晶反反反反应应应应(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)脱溶转变脱溶转变脱溶转变脱溶转变 室温组织：室温组织：室温组织：室温组织：+第26页/共80页第二十七页，共80页。（6）包晶点）包晶点(P)以左其它合金的平衡以左其它合金的平衡(pnghng)凝凝固固LLDP1242.4第27页/共80页第二十八页，共80页。LLDP1242.4（6）包晶点）包晶点(P)以左其它合金的平衡以左其它合金的平衡(pnghng)凝固凝固第28页/共80页第二十九页，共80页。在包晶转变过程中，在包晶转变过程中，相是包围在相是包围在相的相的外面，通过消耗液相和外面，通过消耗液相和相而生长。在这过相而生长。在这过程中，液相和程中，液相和相的原子是不能直接交换的，相的原子是不能直接交换的，而必须通过在而必须通过在相中相中(xin zhn)的扩散来的扩散来传递。传递。原子在固相中原子在固相中(xin zhn)的扩散速度的扩散速度是很慢的，所以，只有在平衡冷却条件下，是很慢的，所以，只有在平衡冷却条件下，也就是冷却速度很慢的情况下，包晶转变才也就是冷却速度很慢的情况下，包晶转变才能充分进行。能充分进行。3.3.包晶系合金的非平衡包晶系合金的非平衡(pnghng)(pnghng)凝固凝固第29页/共80页第三十页，共80页。在实际生产的条件下，由于冷却速度较在实际生产的条件下，由于冷却速度较快，包晶转变不能充分进行，因而通常达不快，包晶转变不能充分进行，因而通常达不到平衡状态。到平衡状态。对于成分为对于成分为PC范围范围(fnwi)的合金，的合金，在平衡冷却条件下，包晶转变产物中不存在在平衡冷却条件下，包晶转变产物中不存在相。相。但是，在非平衡冷却条件下，由于包晶但是，在非平衡冷却条件下，由于包晶转变不完全，使得包围在转变不完全，使得包围在相中的相中的相在包晶相在包晶转变后仍有残留，通常把这种组织称为核心转变后仍有残留，通常把这种组织称为核心（或包心）组织。（或包心）组织。第30页/共80页第三十一页，共80页。LLDP1242.4第31页/共80页第三十二页，共80页。另外，在含另外，在含Ag低于低于D点的合金，在平点的合金，在平衡冷却条件下不发生包晶转变。衡冷却条件下不发生包晶转变。但在非平衡条件下，由于扩散受抑制，但在非平衡条件下，由于扩散受抑制，初晶初晶相出现枝晶偏析，固相线平均相出现枝晶偏析，固相线平均(pngjn)成分发生偏移（如图中的虚线成分发生偏移（如图中的虚线所示）。所示）。这样，在包晶转变温度时，仍有液相这样，在包晶转变温度时，仍有液相存在，从而发生包晶转变，形成存在，从而发生包晶转变，形成相。相。包晶转变产生的非平衡组织可以通过包晶转变产生的非平衡组织可以通过扩散退火来消除。扩散退火来消除。第32页/共80页第三十三页，共80页。第33页/共80页第三十四页，共80页。4 4、包晶转变、包晶转变(zhunbin)(zhunbin)的实际应用的实际应用 包晶转变有两个包晶转变有两个(lin)显著特点：显著特点：一是包晶转变的形成相依附在初晶相一是包晶转变的形成相依附在初晶相上形成；上形成；二是包晶转变的不完全性。二是包晶转变的不完全性。根据这两个根据这两个(lin)特点，特点，在工业上可有下述应用。在工业上可有下述应用。(1).在轴承合金中的应用在轴承合金中的应用(2).包晶转变的细化晶粒作用包晶转变的细化晶粒作用 第34页/共80页第三十五页，共80页。4 4、包晶转变的实际、包晶转变的实际(shj)(shj)应用应用 (1).在轴承合金中的应用在轴承合金中的应用(yngyng)滑动轴承是一种重要的机器零件。滑动轴承是一种重要的机器零件。由于价格昂贵，更换困难，所以希望轴由于价格昂贵，更换困难，所以希望轴在工作在工作(gngzu)中所受的磨损最小。中所受的磨损最小。为此，希望轴承材料的组织由具有足为此，希望轴承材料的组织由具有足够塑性和韧性的基体及均匀分布的硬质够塑性和韧性的基体及均匀分布的硬质点所组成。点所组成。第35页/共80页第三十六页，共80页。4 4、包晶转变、包晶转变(zhunbin)(zhunbin)的实际应用的实际应用 这些硬质点一般是金属化合物，所这些硬质点一般是金属化合物，所占的重量为占的重量为5%50%。软的基体使轴承具有良好的磨合软的基体使轴承具有良好的磨合(m h)性，不会因受冲击而开裂。性，不会因受冲击而开裂。硬的质点使轴承具有小的摩擦系数硬的质点使轴承具有小的摩擦系数和抗咬合性能。和抗咬合性能。第36页/共80页第三十七页，共80页。4 4、包晶转变的实际、包晶转变的实际(shj)(shj)应用应用 第37页/共80页第三十八页，共80页。4 4、包晶转变的实际、包晶转变的实际(shj)(shj)应用应用 这些合金先结晶出硬的化合物这些合金先结晶出硬的化合物，然后通，然后通过包晶反应形成软的固溶体过包晶反应形成软的固溶体，并把硬的化合，并把硬的化合物质点包围起来，从而得到在软的基体上分物质点包围起来，从而得到在软的基体上分布着硬的化合物质点的组织。布着硬的化合物质点的组织。在轴运转时，软的基体很快被磨损而凹在轴运转时，软的基体很快被磨损而凹下去，贮存润滑油，硬的质点比较抗磨便凸下去，贮存润滑油，硬的质点比较抗磨便凸起来，支承起来，支承(zh chn)轴所施加的压力，这轴所施加的压力，这样就可保证了理想的磨擦条件和极低的磨擦样就可保证了理想的磨擦条件和极低的磨擦系数。系数。Sn-Sb系轴承合金就属此例。系轴承合金就属此例。第38页/共80页第三十九页，共80页。Sn-Sb轴承合金平衡轴承合金平衡(pnghng)组织组织其中，其中，相呈黑色，是相呈黑色，是包晶反应的产物。包晶反应的产物。呈白色呈白色(bis)的点状，的点状，由由相产生相产生如图是如图是Sn-Sb（Sb20%）合金的平衡组）合金的平衡组织织(zzh)。图中的白色块状组织。图中的白色块状组织(zzh)是初生是初生相，相，相是以相是以Sn-Sb化合物为基的化合物为基的固溶体。固溶体。基体组织基体组织(zzh)是是+。第39页/共80页第四十页，共80页。(2).包晶转变包晶转变(zhunbin)的细化晶粒作用的细化晶粒作用4 4、包晶转变的实际、包晶转变的实际(shj)(shj)应用应用 在铝及铝合金中添加少量的钛，可获得显著的在铝及铝合金中添加少量的钛，可获得显著的细化晶粒效果。细化晶粒效果。当含钛量超过当含钛量超过0.15%以后，合金首先从液体中以后，合金首先从液体中结晶出初晶结晶出初晶TiAl3，然后在，然后在665发生包晶转变：发生包晶转变：L+TiAl3。TiAl3对对相起非均匀形核作用相起非均匀形核作用(zuyng)，相依附于相依附于TiAl3上形核并长大。由上形核并长大。由于从液体中结晶出的于从液体中结晶出的TiAl3细小而弥散，其非均匀细小而弥散，其非均匀形核作用形核作用(zuyng)的效果很好，细化晶粒作用的效果很好，细化晶粒作用(zuyng)显著。显著。第40页/共80页第四十一页，共80页。TiAl3对对相起非均匀形核作用，相起非均匀形核作用，相依附于相依附于TiAl3上形核并上形核并长大。由于从液体中结晶出的长大。由于从液体中结晶出的TiAl3细小而弥散细小而弥散(msn)，其非均，其非均匀形核作用的效果很好，细化晶粒作用显著匀形核作用的效果很好，细化晶粒作用显著.第41页/共80页第四十二页，共80页。同样，在铜及铜合金中加入少量同样，在铜及铜合金中加入少量(sholing)的铁与镁。的铁与镁。在镁合金中加入少量在镁合金中加入少量(sholing)的的锆或锆的盐类，均因在包晶转变前形成大锆或锆的盐类，均因在包晶转变前形成大量细小的化合物，起非均匀形核作用，从量细小的化合物，起非均匀形核作用，从而具有良好的细化晶粒效果。而具有良好的细化晶粒效果。4 4、包晶转变、包晶转变(zhunbin)(zhunbin)的实际应用的实际应用 第42页/共80页第四十三页，共80页。溶混间隙相图与调幅溶混间隙相图与调幅(dio f)(dio f)分解分解 n n 溶混间隙（miscibility gap）是两种液相或两种固溶体不相混溶的现象。它可以出现在单相的液相中，也可以出现在单一固溶体区内。n n LL1+L2 1+2n n转变方式有二种：n n (1)形核长大方式，需要克服形核能垒，n n (2)没有形核阶段的不稳定分解(fnji)，称 为 调 幅 分 解(fnji)。第43页/共80页第四十四页，共80页。.其他其他其他其他(qt)(qt)(qt)(qt)类型的二元相图类型的二元相图类型的二元相图类型的二元相图 1.1.1.1.具有化合物的二元相图具有化合物的二元相图具有化合物的二元相图具有化合物的二元相图(xin t)(xin t)(xin t)(xin t)2.2.2.2.具有偏晶转变的相图具有偏晶转变的相图具有偏晶转变的相图具有偏晶转变的相图(xin t)(xin t)(xin t)(xin t)3.3.3.3.具有合晶转变的相图具有合晶转变的相图具有合晶转变的相图具有合晶转变的相图(xin t)(xin t)(xin t)(xin t)4.4.4.4.具有熔晶转变的相图具有熔晶转变的相图具有熔晶转变的相图具有熔晶转变的相图(xin t)(xin t)(xin t)(xin t)5.5.5.5.具有固态转变的二元相图具有固态转变的二元相图具有固态转变的二元相图具有固态转变的二元相图(xin t)(xin t)(xin t)(xin t)第44页/共80页第四十五页，共80页。1.1.1.1.具有具有具有具有(jyu)(jyu)(jyu)(jyu)化合物的二元相图化合物的二元相图化合物的二元相图化合物的二元相图n n在在在在某某某某些些些些二二二二元元元元系系系系中中中中，可可可可形形形形成成成成一一一一个个个个或或或或多多多多个个个个化化化化合合合合物物物物，化化化化合合合合物物物物一一一一般般般般处处处处于于于于相相相相图图图图的的的的中中中中间间间间位位位位置置置置，又又又又称称称称为为为为中中中中间间间间相相相相（intermediate intermediate phasephase）。根根根根据据据据两两两两组组组组元元元元间间间间形形形形成成成成化化化化合合合合物物物物的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性，可可可可分分分分为为为为稳稳稳稳定定定定化化化化合合合合物物物物和和和和不不不不稳定化合物。稳定化合物。稳定化合物。稳定化合物。n n(1).(1).形成稳定化合物的相图形成稳定化合物的相图形成稳定化合物的相图形成稳定化合物的相图n n 稳稳稳稳定定定定化化化化合合合合物物物物是是是是指指指指具具具具有有有有固固固固定定定定的的的的熔熔熔熔点点点点，且且且且在在在在熔熔熔熔点点点点以以以以下下下下保保保保持持持持固固固固有有有有结构而不发生分解的化合物。结构而不发生分解的化合物。结构而不发生分解的化合物。结构而不发生分解的化合物。n n 相相相相图图图图特特特特征征征征：a.a.没没没没有有有有溶溶溶溶解解解解度度度度的的的的化化化化合合合合物物物物在在在在相相相相图图图图上上上上表表表表现现现现为为为为一一一一条条条条垂垂垂垂线线线线，可可可可以以以以把把把把它它它它作作作作为为为为一一一一个个个个独独独独立立立立的的的的组组组组元元元元而而而而把把把把相相相相图图图图分分分分为为为为两两两两部部部部分分分分(b(b fen)fen)，该该该该类类类类化化化化合合合合物物物物成成成成分分分分是是是是固固固固定定定定的的的的。b.b.有有有有一一一一定定定定的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度，化化化化合合合合物有一定的成分范围物有一定的成分范围物有一定的成分范围物有一定的成分范围n n 形形形形成成成成稳稳稳稳定定定定化化化化合合合合物物物物的的的的二二二二元元元元相相相相图图图图有有有有：MgMgSiSi、CuCuTiTi、FeFeP P、MgMgCuCu、AgAgSrSr、Na2SiO3Na2SiO3SiO2SiO2、BeOBeOAl2O3Al2O3、SiO2SiO2MgO MgO 第45页/共80页第四十六页，共80页。形成稳定形成稳定(wndng)化合物的相图化合物的相图第46页/共80页第四十七页，共80页。Mg-Si相图相图(xin t)第47页/共80页第四十八页，共80页。CdSb相图相图(xin t)第48页/共80页第四十九页，共80页。(2).(2).形成不稳定化合物的相图形成不稳定化合物的相图 不不稳稳定定化化合合物物是是指指在在加加热热到到一一定定温温度度时时会会发发生生(fshng)(fshng)分分解解的的化化合物。合物。相相图图特特征征：化化合合物物线线在在加加热热到到一一定温度化合物会分解。定温度化合物会分解。包包晶晶反反应应所所形形成成的的中中间间相相均均属属于于不不稳稳定定化化合合物物。它它们们不不能能视视为为独独立立组元而把相图划分为简单相图。组元而把相图划分为简单相图。例如：例如：K KNaNa相图相图 第49页/共80页第五十页，共80页。形成形成(xngchng)不稳定化合物的相图不稳定化合物的相图第50页/共80页第五十一页，共80页。K-Na相图相图(xin t)第51页/共80页第五十二页，共80页。2.2.2.2.具有具有具有具有(jyu)(jyu)(jyu)(jyu)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 n n 偏晶转变相图特点：在一定的成分和温度范围内，两组元在液态下也只能有限溶解，存在两种不同浓度的液相L1和L2。n n 其转变：是在一定温度下从一个液相中同时分解出一个固相和另一成分的液相的过程，且固相的相对量总是(zn sh)偏多。n n 即：L1 A+L2n n 具有偏晶转变的二元系有：CuS、CuO、MnP 第52页/共80页第五十三页，共80页。具具有有偏偏晶晶转转变变(z zh hu un nb bi in n)的的相相图图第53页/共80页第五十四页，共80页。3.3.3.3.具有合晶转变具有合晶转变具有合晶转变具有合晶转变(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)的相图的相图的相图的相图 n n 合合晶晶转转变变（syntectic syntectic reactionreaction）相相图图特特点点：二二元元组组在在液液态态下下有有限限(yuxin)(yuxin)溶溶解解，存存在在不不熔熔合合线线，不不熔熔合线以下的两液相合线以下的两液相L1L1和和L2L2。n n 其其转转变变：在在恒恒定定温温度度下下，两两个个成成分分不不同同的的液液相相和和相相互作用形成一个固相的转变称为合金转变。互作用形成一个固相的转变称为合金转变。n n 即即 L1+L2 L1+L2n n 具有偏晶转变的二元系如：具有偏晶转变的二元系如：NaNaZnZn第54页/共80页第五十五页，共80页。具具有有(jyu)合合晶晶转转变变的的相相图图第55页/共80页第五十六页，共80页。4.4.4.4.具有熔晶转变具有熔晶转变具有熔晶转变具有熔晶转变(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)的相图的相图的相图的相图 n n 在在某某些些合合金金结结晶晶过过程程中中，当当达达到到一一定定温温度度会会从从一一个个固固相相分分解解为为一一个个液液相相和和另另一一个个固固相相，即即发发生生了了固固相相的的再再熔熔现现象象，这这种种转转变变称称为为(chn(chn wi)wi)熔熔晶晶转转变变（metatectic metatectic reactionreaction）。即即：L+L+n n 具有熔晶转变的合金很少，如具有熔晶转变的合金很少，如FeFeS S、CuCuSb Sb 第56页/共80页第五十七页，共80页。具有具有(jyu)熔晶转变的相图熔晶转变的相图第57页/共80页第五十八页，共80页。5.5.5.5.具有固态转变具有固态转变具有固态转变具有固态转变(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)(zhunbin)的二元相图的二元相图的二元相图的二元相图 当当合合金金(hjn)(hjn)中中组组元元具具有有同同素素(分分)异异构构变变时时，则则其其固固溶溶体体会会出出现现三三种种情情况况：固固溶溶体体的的多多晶晶型型转转变变，共共 析析 转转 变变、包包 析析 转转 变变、偏偏 析析 转转 变变（monotectoid reactionmonotectoid reaction）。）。(1)(1)具有固溶体多晶型转变的相图具有固溶体多晶型转变的相图 固固溶溶体体的的多多晶晶型型转转变变又又称称为为多多形形性性转转变变。具具有有这这类类转转变变的的合合金金(hjn)(hjn)有有等等，如如FeFeC C、FeFeTiTi合合金金(hjn)(hjn)第58页/共80页第五十九页，共80页。具具有有固固溶溶体体多多晶晶型型转转变变(zhunbin)的的相相图图第59页/共80页第六十页，共80页。(2)(2)(2)(2)具有共析转变的相图具有共析转变的相图具有共析转变的相图具有共析转变的相图 共共共共析析析析转转转转变变变变（eutectoid eutectoid eutectoid eutectoid reactionreactionreactionreaction）是是是是在在在在一一一一定定定定温温温温度度度度下下下下一一一一个个个个固固固固相相相相转转转转变变变变为为为为另另另另两两两两个个个个固固固固相相相相的的的的过过过过程程程程(guchng)(guchng)(guchng)(guchng)。共共共共析析析析转转转转变变变变与与与与共共共共晶晶晶晶转转转转变变变变相相相相似似似似，区区区区别别别别在在在在于于于于它它它它是是是是由由由由一一一一个个个个固固固固相相相相在在在在恒恒恒恒温温温温下下下下转转转转变变变变为为为为另另另另外外外外两两两两个个个个固固固固相相相相。共共共共析析析析转转转转变变变变对对对对热热热热处处处处理理理理强强强强化化化化意意意意义义义义很很很很大大大大。钢钢钢钢的的的的热热热热处处处处理理理理是是是是以以以以共共共共析析析析转转转转变变变变为基础的。为基础的。为基础的。为基础的。共共共共析析析析合合合合金金金金（eutectoid eutectoid eutectoid eutectoid alloyalloyalloyalloy）、亚亚亚亚共共共共析析析析合合合合金金金金（hypoeutectoid hypoeutectoid hypoeutectoid hypoeutectoid alloyalloyalloyalloy）、过过过过 共共共共 析析析析 合合合合 金金金金（hypereutectoid alloyhypereutectoid alloyhypereutectoid alloyhypereutectoid alloy）第60页/共80页第六十一页，共80页。具具有有(jyu)共共析析转转变变的的相相图图第61页/共80页第六十二页，共80页。(3)(3)(3)(3)具有包析转变的相图具有包析转变的相图具有包析转变的相图具有包析转变的相图 包包包包析析析析转转转转变变变变（peritectoid peritectoid peritectoid peritectoid reactionreactionreactionreaction）类类类类似似似似于于于于包包包包晶晶晶晶转转转转变变变变，区区区区别别别别在在在在于于于于包包包包析析析析转转转转变变变变是是是是由由由由两两两两个个个个固固固固相相相相反反反反应应应应生生生生成成成成(shn(shn(shn(shn chn)chn)chn)chn)另外一个固相。另外一个固相。另外一个固相。另外一个固相。(4)(4)(4)(4)具有脱溶沉淀过程的相图具有脱溶沉淀过程的相图具有脱溶沉淀过程的相图具有脱溶沉淀过程的相图 随随随随着着着着温温温温度度度度降降降降低低低低固固固固溶溶溶溶体体体体中中中中溶溶溶溶解解解解度度度度下下下下降降降降，析析析析出出出出第第第第二二二二相相相相的的的的过过过过程，称为脱溶过程。程，称为脱溶过程。程，称为脱溶过程。程，称为脱溶过程。(5)(5)(5)(5)具有有序具有有序具有有序具有有序无序转变的相图无序转变的相图无序转变的相图无序转变的相图(6)(6)(6)(6)具有固溶体形成中间相转变的相图具有固溶体形成中间相转变的相图具有固溶体形成中间相转变的相图具有固溶体形成中间相转变的相图(7)(7)(7)(7)具有磁性转变的相图具有磁性转变的相图具有磁性转变的相图具有磁性转变的相图第62页/共80页第六十三页，共80页。包包析析转转变变(zhunbin)的的相相图图第63页/共80页第六十四页，共80页。具有单析反应具有单析反应(fnyng)的相图的相图第64页/共80页第六十五页，共80页。复杂复杂复杂复杂(fz)(fz)(fz)(fz)二元相图的分析方法二元相图的分析方法二元相图的分析方法二元相图的分析方法 步骤和方法如下：步骤和方法如下：步骤和方法如下：步骤和方法如下：(1)(1)(1)(1)首首首首先先先先看看看看相相相相图图图图中中中中是是是是否否否否存存存存在在在在化化化化合合合合物物物物，如如如如有有有有稳稳稳稳定定定定化化化化合合合合物物物物，则则则则以以以以这这这这些些些些稳稳稳稳定定定定化化化化合合合合物物物物为为为为界界界界(把把把把化化化化合合合合物物物物视视视视为为为为组组组组元元元元)，把把把把相相相相图图图图分分分分成几个区域成几个区域成几个区域成几个区域(基本相图基本相图基本相图基本相图)进行分析。进行分析。进行分析。进行分析。(2)(2)(2)(2)根据相区接触法则，认清各相区的组成相。根据相区接触法则，认清各相区的组成相。根据相区接触法则，认清各相区的组成相。根据相区接触法则，认清各相区的组成相。单相区和单相区只能有一个点接触，而不应有一条边界线。单相区和单相区只能有一个点接触，而不应有一条边界线。单相区和单相区只能有一个点接触，而不应有一条边界线。单相区和单相区只能有一个点接触，而不应有一条边界线。相相相相邻邻邻邻相相相相区区区区的的的的相相相相数数数数相相相相差差差差为为为为1(1(1(1(点点点点接接接接触触触触除除除除外外外外)，单单单单相相相相区区区区与与与与两两两两相相相相区区区区相相相相邻邻邻邻，因因因因而而而而邻邻邻邻近近近近的的的的两两两两个个个个单单单单相相相相区区区区被被被被一一一一个个个个两两两两相相相相区区区区隔隔隔隔开开开开，两两两两相相相相区区区区与三相相邻。与三相相邻。与三相相邻。与三相相邻。一个三相反应的水平线和三个两相区相遇，共有一个三相反应的水平线和三个两相区相遇，共有一个三相反应的水平线和三个两相区相遇，共有一个三相反应的水平线和三个两相区相遇，共有6 6 6 6条边界线。条边界线。条边界线。条边界线。如如如如两两两两个个个个三三三三相相相相反反反反应应应应中中中中有有有有两两两两个个个个共共共共同同同同(gngtng)(gngtng)(gngtng)(gngtng)的的的的相相相相，则则则则此此此此两两两两个个个个共共共共同同同同(gngtng)(gngtng)(gngtng)(gngtng)的相组成两个三相水平线之间的两相区。的相组成两个三相水平线之间的两相区。的相组成两个三相水平线之间的两相区。的相组成两个三相水平线之间的两相区。根根根根据据据据热热热热力力力力学学学学，所所所所有有有有两两两两相相相相区区区区的的的的边边边边界界界界线线线线不不不不应应应应延延延延伸伸伸伸到到到到单单单单相相相相区区区区，而而而而应应应应伸向两相区。伸向两相区。伸向两相区。伸向两相区。第65页/共80页第六十六页，共80页。(3)找出所有(suyu)的三相共存水平线，分析这些恒温转变的类型，写出转变式。表7.1（或讲义P441）列出了二元系各类三相恒温反应(转变)的类型，可借助于分析。(4)应用相图分析典型合金的组晶过程和组织变化规律。单相区；相成分、质量与原合金相同。双相区；在不同温度下两相成分沿相界线变化，各相的相对量可由杠杆法则求得。三相共存(平衡)时，三个相的成分固定不变，可用杠杆法则求出恒温转变前、后相组成的相对量。第66页/共80页第六十七页，共80页。(5)(5)在在应应用用相相图图分分析析实实际际情情况况时时，切切记记相相图图只只给给出出体体系系在在平平衡衡条条件件下下存存在在的的相相和和相相对对量量，并并不不能能表表达达出出相相的的形形状状(xngzhun)(xngzhun)、大大小小和和分分布布（这这些些只只取取决决于于相相的的本本性性及及形形成成条条件件）；相相图图只只表表示示平平衡衡状状态态的的情情况况，而而实实际际生生产产条条件件下下很很难难达达到到平平衡衡状状态态，因因此此要要特特别别重重视视它它们们的的非非平平衡衡条条件件下下可可能能出出现现的的相相和和组织。组织。(6)(6)相图的正确与否可用相律来判断。相图的正确与否可用相律来判断。在在分分析析和和