二元合金的显微组织19467.docx

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1、实验三 二元合金的显微组织（Microstructures of Binary Alloys）实验学时：1 实验类型：综合前修课程名名称：材材料科学学导论适用专业：材料科科学与工工程一、 实验目的运用二元共共晶型相相图，分分析相图图中典型型组织的的形成及及特征。二、概述二组元在液液态下互互溶，而而在固态态下有限限互溶，且且具有共共晶转变变特征的的相图叫叫二元共共晶相图图。本次次实验，以以PbSn系合合金相图图为例分分析共晶晶、亚共共晶、过过共晶等等不同成成分合金金的结晶晶过程及及结晶后后所形成成组织的的特征。简简略相图图如下： 共晶晶合金含Sn611.9%的的合金为为共晶合合金（图图中合金金）

2、。当当从液态态缓慢冷冷却时，在在温度TTe发生共共晶转变变，既LLec+d 。这一一过程在在Te温度度下一直直到液相相完全消消失为止止。所得得到的共共晶组织织由c和d 两个固固溶体组组成。它它们的相相对量可可用杠杆杆定律计计算：继续冷却时时，将从从和中分别别析出和。由于于从共晶晶体中析析出的次次生相常常与共晶晶体中的的同类相相混在一一起，很很难分辨辨，这样样，在结结晶过程程全部结结束时合合金获得得非常细细密的两两相机械械混合物物。样品品制备中中的腐蚀蚀剂是44%的硝硝酸酒精精，显微微镜中，相呈暗色，相呈亮色。参见图3-1。 （3-1）铅铅锡二元元共晶 （3-2）铅铅锡二元元亚共晶晶 亚共共晶合

3、金金凡成分位于于共晶点点e以左，cc点以右右的合金金（如图图中的合合金）叫亚亚共晶合合金。 合金熔化化后在液液相线与与固相线线之间缓缓慢冷却却时，不不断地从从液相中中结晶出出固溶体体。随着着温度的的下降，液液相成分分沿acc线变化化，逐渐渐趋向于于e 点；相的成成分沿固固相线aac变化化，并逐逐渐趋向向于c点。当温度降到到共晶温温度时，相和剩余液相的成分将分别到达c点和e点。这时，成分为e点的液相发生前述的共晶转变，直到剩余液相全部转变为共晶组织为止。这时，亚共晶合金的组织是由先共晶相和共晶体（+）所组成。在共晶温度以下继续冷却的过程中，将分别从和相中析出和 。在显微镜下，除了从先共晶相晶粒内

4、或边界上析出的 有可能观察到外，共晶组织中析出的和 一般不易辨认。合金中组织组成物的相对量也可以用杠杆定律来计算。亚共晶组织中的初晶呈枝晶状分布。参见图3-2。 过共共晶合金金凡成分位于于共晶点点e以右，dd点以左左的合金金（如图图中的合合金）称为为过共晶晶合金。这这类合金金的结晶晶过程类类似于亚亚共晶合合金，所所不同的的是：先先共晶相相不是，而是是固溶体体。结晶晶后的组组织是由由先共晶晶相和共共晶体（+）所组成。初晶也呈枝晶状分布。参见图3-3、3-4。 （3-3）铅铅锡二元元过共晶晶（1000倍） （33-4）铅铅锡二元元过共晶晶（255倍） 离异异共晶靠近相图上上的c点和d点成分分的合金

5、金，由于于初生相相较多，发发生共晶晶转变时时，液相相的量已已所剩不不多，且且呈壳状状分布在在初生相相的周围围。此时时，共晶晶转变过过程中的的某一个个相不再再形核，而而是在初初生相上上成长；同时析析出的另另一个相相被排挤挤到晶界界上，使使得失去去了共晶晶组织的的形态特特征，这这种现象象称为离离异共晶晶。参见见图3-5。（3-5）铅铅锡二元元离异共共晶（从从左侧靠靠近d点，1000倍）一、 实验材料和和设备金相显微镜镜，Pbb-Snn合金的的典型样样品。二、 实验内容和和步骤 介绍绍Pb-Sn相相图。 参照照相图分分析典型型合金的的组织。三、 本次实验的的总结报报告本实验仅作作为观察察演示性性实验与与实验二二非均均匀形核核的观察察与应用用同时时进行，作作为实验验四铁铁碳平衡衡组织观观察的的预备铺铺垫。需要记录的的显微组组织如下下，对于于离异共共晶的显显微组织织，请根根据图（33-5）的的参考作作用，从从理论上上分析描描绘出含含21%Sn（从从右侧靠靠近C点点）的合合金在结结晶过程程中发生生的离异异共晶现现象（注注意考虑虑二次相相析出的的情况，与与图3-5共同同的地方方及区别别点）。共晶 亚共共晶 过过共晶 离离异共晶晶简单说明一一下，同同学自己己描绘的的离异共共晶显微微组织的的理论依依据：