【正文】 1 0 0 % 8 8 .7 8 %6 .6 9 0 .0 2 1 80 .7 7 0 .0 2 1 8% 1 0 0 % 1 1 .2 2 %6 .6 9 0 .0 2 1 8F e C??? ? ???? ? ??36 .6 9 0 .7 7% 1 0 0 % 8 8 .5 0 %6 .6 9 0 .0 0 0 80 .7 7 0 .0 0 0 8% 1 0 0 % 1 1 .5 0 %6 .6 9 0 .0 0 0 8F e C??? ? ???? ? ??(3)亞共析鋼 亞共析鋼組織： F+P 40鋼的室溫組織 相組成 組織組成 36 .6 9 0 .4 0 6 .6 9 0 .4 0% 1 0 0 % 1 0 0 % 9 4 %6 .6 9 0 .0 0 0 8 6 .6 9 00 .4 0% 1 0 0 % 6 %6 .6 9 0F e C???? ? ? ? ??? ? ??3 21 8( 72 7 ) % 10 0% 50 .55 % 7 21 8 7 ( 72 7 ) % 10 0% 49 .45 % 7 21 8% ( 72 7 ) % 50 .55 % 9 21 8% ( 72 7 ) % 49 .45 % 96 7 49 .29 % 9 0% 49 .45 % 49 .29 % 6%IIIPF e C?????????? ? ???? ? ??? ? ??? ? ? ?????(4)過共析鋼 過共析鋼 組織 P+Fe3CII T10的組織 相組成 組織組成 36. 69 1% 10 0% 85 %6. 69 010% 10 0% 15 %6. 69 0F e C??? ? ???? ? ??3331 ( 727 ) % 100% % 1( 727 ) % 100% % % ( 727 ) % %% ( 727 ) % %IIF e CPF e C F e C??????? ? ???? ? ??? ? ???(5)共晶白口鑄鐵 共晶白口鑄鐵組織 (6)亞共晶白口鑄鐵 12勻晶轉(zhuǎn)變 。 單相區(qū) 5個(gè)，其中穩(wěn)定化合物 1個(gè)； 7個(gè) 2相區(qū)， 3個(gè) 3相區(qū)； 相圖中包括包晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變?nèi)齻€(gè)恒溫轉(zhuǎn)變，相應(yīng)分成三部分 CFeCFeLLPCSECCJCHB3727311481495000??? ?????? ????? ????????共析轉(zhuǎn)變：共晶轉(zhuǎn)變：包晶轉(zhuǎn)變：一些重要的線 液相線 ABCD。 LFeFeFe CCC ??? ?????? ????? ??? 000 1 5 381 3 94912 ???Fe3C的結(jié)構(gòu) Fe3C碳化物屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物， 正交點(diǎn)陣， C原子位于 Fe的八面體間隙，每一個(gè) C原子周圍有 6個(gè) Fe原子，F(xiàn)e:C=3:1 當(dāng)碳含量超過固溶體的溶解度，存在方式有二 碳化物 Fe3C（ cementite） :正交點(diǎn)陣間隙化合物，硬脆相，主要存在于鋼、白口鑄鐵中； 石墨 G：簡單六方結(jié)構(gòu)，軟，如灰口鑄鐵中。 結(jié)晶溫度范圍影響流動性、縮孔性質(zhì)及熱裂傾向； 液相線 /固相線水平間距影響偏析傾向。 分散縮孔 枝晶之間凝固收縮時(shí)液體無法補(bǔ)充形成疏松。鍛造可消除。 晶界偏析：晶界處成分不同于晶粒內(nèi)部。與液體倒流有關(guān)。 包括正常偏析、反偏析、比重偏析等。 合金鑄件的 L/S界面大多不是平直的，例如樹枝狀，這會改變偏析形式。 （ 3）相圖的局限性 只能反映平衡相的種類、成分及相對量，不能給出組織； 相的形狀、大小、分布與形成條件有關(guān)。 在兩相區(qū)，不同溫度下兩相成分均沿其相界線變化，兩相的相對量由杠桿法則求出 ,f=1。 出現(xiàn)化合物的相圖 化合物（中間相）有兩種 穩(wěn)定化合物，具有固定的熔點(diǎn)；液相線在化合物成分位置出現(xiàn)極大值； 不穩(wěn)定化合物，加熱可以分解成為一個(gè)液相與一個(gè)固相 包晶反應(yīng)。 包晶轉(zhuǎn)變的利用 軸承合金； 滑動軸承承載大，要求摩擦系數(shù)小，“耐磨”； 要求軟基體、硬顆粒； 如 SnSb軸承合金。 組織組成物相對量 包晶轉(zhuǎn)變前 包晶轉(zhuǎn)變完成 100%? 400176。 平衡、非平衡兩種情況，都可能出現(xiàn)離異共晶。 兩類偽共晶區(qū) 組元熔點(diǎn)接近，共晶點(diǎn) ~50%，對稱的偽共晶區(qū)； 共晶點(diǎn)偏向一側(cè)，偽共晶區(qū)偏向中間。 如鑄鐵，加入 Re,Mg石墨從片狀變球狀； AlSi合金加入鈉鹽，硅針細(xì)化等。如 PbCd, ZnSn，AgCu， AlAg2Al， CdSnCd 一般具有簡單的共晶形態(tài) ,層片狀或棒狀 。 183，共晶體中的脫溶產(chǎn)物不改變組織的相對量； %49%%。 C以下， ?和 ?穩(wěn)定； 在 183176。 合金的平衡凝固 以 PbSn合金為例。 共晶線（等溫線） MEN。 許多合金系都含有共晶轉(zhuǎn)變。 （ 1）成分過冷條件 設(shè)一個(gè) K01的合金 Co在圓棒形錠模中自左向右順序凝固， 界面前沿溶質(zhì)僅依靠擴(kuò)散而混合，近似溶質(zhì)分布 假定液相線為直線，斜率為 m，則液相線隨濃度變化的溫度 ?????? ??? ? xDRL eKKCC00011LAL mCTT ???????? ???? ? xDRAL eKKmCTT00011由于動態(tài)過冷度很小 ,所以在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)界面溫度 0000//)0(KmCTTKmCTxTTiAALi??????xDRKKmCTTeKKmCTTeKKmCKmCTTeKKmCTTiLxDRiLxDRiLxDRAL0000000000000011111/11??????????????????? ??????????? ???????實(shí)際溫度分布T=Ti+Gx 過冷度分布 GxxDRKKmCTTTT L???????0001臨界條件 當(dāng)滿足下式，出現(xiàn)成分過冷區(qū) 001KKDm CoRG ???RGKKDmCGDRKKmC????00000011 （ 2） 影響成分過冷的因素 合金性質(zhì) 液相線斜率 m ? 擴(kuò)散系數(shù) D ? 分配系數(shù) K0 ，與 1差別 ? 合金濃度 C0 ?，當(dāng) C0% 凝固條件 溫度梯度 G ? 結(jié)晶速度 R? 促進(jìn)成分過冷 （ 3）成分過冷與晶體形態(tài) 合金凝固時(shí)一般會出現(xiàn)成分過冷。 固相混合程度對偏析的影響呢？ 區(qū)域熔煉 根據(jù)溶質(zhì)分布規(guī)律，如果 S相停止擴(kuò)散，凝固后可在鑄錠的一端獲得提純效果； 利用這一原理，發(fā)展了區(qū)域熔煉技術(shù)， 經(jīng)過多次區(qū)域熔煉，可獲得良好的提純效果。 界面附近濃度變化增大 L,S成分之間的關(guān)系 0000 。 若 K0＞ l，固相成分出現(xiàn)相反的變化。同時(shí)新結(jié)晶固相的濃度也逐漸升高； 當(dāng)界面上的液相成分 CL達(dá)到 C0/K0時(shí)，則結(jié)晶出的固相成分為 CS=K0CL=C0 而后結(jié)晶出的固相成分保持不變。 固相溶質(zhì)濃度 CS(x)=K0C0(1X/L)K01= K0C0 fs K01 固相宏觀范圍內(nèi)的成分不均勻現(xiàn)象，稱為宏觀偏析。 凝固過程的溶質(zhì)分布 液相中溶質(zhì)可以通過擴(kuò)散、對流均勻化 固相擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)小于液相 為了簡便 ,在討論金屬合金的實(shí)際凝固問題時(shí) ,一般 不考慮凝固過程中固相成份的變化， 而僅討論液相中的溶質(zhì)原子混合均勻程度對凝固后溶質(zhì)分布的影響 。 若冷速較快 ， 則只有固液界面接近于平衡狀態(tài) 由于擴(kuò)散難以充分進(jìn)行 ， 液相尤其是固相成分不均勻 。 勻晶轉(zhuǎn)變時(shí)，固溶體的形成也是形核與長大過程。 兩組元在液態(tài)無限互溶，在固態(tài)也無限互溶的系統(tǒng)稱為勻晶系，如 CuNi, AuAg, FeNi, SiGe, AuPt, SiBe等。 xf, ? 三相平衡 在三相平衡時(shí)，其中的兩相必然兩兩平衡； 因而三相的 Gx曲線也必有公切線。 設(shè) A， B兩組元可形成 ?， ?兩相 兩相的總摩爾數(shù)分別是 n1和 n2 兩相中 B組元的摩爾分?jǐn)?shù)分別是 x1， x2, 兩相的摩爾自由焓 G1和 G2, 合金的摩爾自由焓 G 合金的平均濃度 x 兩式相除，得到 212211nnGnGnG??? )()( 2211 GGnGGn ???212211nnxnxnx??? )()( 2211 xxnxxn ???xxGGxxGG?????2211杠桿定律 混合物的自由焓 G與合金成分 x呈直線關(guān)系； 兩相混合物的自由焓 G與兩組成相的摩爾自由焓位于同一直線上。 ?0， AB原子對能量較高，溶質(zhì)偏聚。lnlnln!ln1。 假設(shè) H是溶體內(nèi)最近鄰原子結(jié)合能的總和 ,而忽略次近鄰原子之間的作用，且無序分布。 溶液的自由焓 溶液包括氣體、互溶液體及固溶體。 相圖給出了相的穩(wěn)定存在范圍，可確定合金的結(jié)晶溫度范圍； 狀態(tài)點(diǎn)位置代表平衡狀態(tài)，如果狀態(tài)點(diǎn)在鹽水單相區(qū)：重量，成分 二元系的兩相區(qū) 如果某一成分、溫度表示的狀態(tài)點(diǎn)位于兩相區(qū)內(nèi)，說明該合金在這種條件下處于兩相平衡，如 O合金： L和 ?； 兩相平衡時(shí)，