【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)晶 和 組織轉(zhuǎn)變過程 ： L→L+α→L+α+β→β→α Ⅱ +β 發(fā)生包晶反應(yīng)： LC+α P =β D為恒溫反應(yīng) 勻晶反應(yīng)＋包晶反應(yīng)＋脫溶轉(zhuǎn)變 ? 室溫組織 ： α Ⅱ +β, α Ⅱ 、 β 的相對量可通過杠桿法則求出 。 開始包晶反應(yīng)時 : Wα =DC/PC＝ ％ WL=PD/PC＝ ％ 室溫時 :WαⅡ =FD/EF Wβ =ED/EF 第七章 二元系相圖及其合金凝固 ② 包晶點以右合金的平衡凝固 ? 冷卻曲線 ： ? 結(jié)晶 和組織轉(zhuǎn)變過程 ： L→L+α→L+α+β →L+β→β→α Ⅱ +β 碰到 PC發(fā)生包晶反應(yīng) ： LC+α D=β P 為恒溫反應(yīng) 勻晶反應(yīng)＋包晶反應(yīng)＋勻晶反應(yīng)＋脫溶轉(zhuǎn)變 ? 室溫組織 ： α Ⅱ +β ， α Ⅱ 、 β 的相對量可通過杠桿法則求出 。 開始包晶反應(yīng)時 : Wα =GC/PC% WL =PG/PC% 室溫時 : Wα Ⅱ =FG/EF Wβ =EG/EF 第七章 二元系相圖及其合金凝固 ③ 包晶點以左合金的平衡凝固 ? 冷卻曲線 : ? 結(jié)晶 和 組織轉(zhuǎn)變過程 ： L→L+α→L+α+β→α+β→α+β +α Ⅱ +β Ⅱ 碰到 DP發(fā)生包晶反應(yīng)： LC+α P =β D 為恒溫反應(yīng) 勻晶反應(yīng)＋包晶反應(yīng)＋脫溶轉(zhuǎn)變 ? 室溫組織 ： α+β+α Ⅱ +β Ⅱ ， α 、 β 的相對量可通過杠桿法則求出 。 開始包晶反應(yīng)時 : WL=HC/PC% Wα =PH/PC% 包晶反應(yīng)完了時 : Wα =FH/EF Wβ =HD/PD 室溫時 : Wα =PH/PD Wβ =EH/EF 第七章 二元系相圖及其合金凝固 3. 包晶系合金的非平衡凝固 包晶轉(zhuǎn)變一般不易進行完全，即最終組織不易達到平衡狀態(tài)，且包晶反應(yīng)速度較慢，易形成非平衡組織。 包晶轉(zhuǎn)變形成的非平衡組織可采用延長時間，使合金元素進行充分的擴散退火的方法來減少和消除。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 包晶轉(zhuǎn)變有兩個顯著特點 ：一是包晶轉(zhuǎn)變的形成相依附在初晶相上形成；二是包晶轉(zhuǎn)變的不完全性。根據(jù)這兩個特點，在工業(yè)上可有下述應(yīng)用。 （ 1）在軸承合金中的應(yīng)用 滑動軸承使用時，軸和軸承之間必然有強烈的磨擦和磨損。為此，希望軸承材料的組織由具有足夠塑性和韌性的基體及均勻分布的硬質(zhì)點所組成。這些硬質(zhì)點一般是金屬化合物， 所占的重量為 5%～ 50%。軟的基體使軸承具有良好的磨合性，不會因受沖擊而開裂。硬的質(zhì)點使軸承具有小的摩擦系數(shù)和抗咬合性能?？蛇x用 SnSb系軸承合金就屬此例。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 （ 2）包晶轉(zhuǎn)變的細化晶粒作用 利用包晶轉(zhuǎn)變可以細化晶粒。例如在鋁及鋁合金中添加少量的鈦，可獲得顯著的細化晶粒效果。 根據(jù) AlTi相圖，當含鈦量超過 % 以后，合金首先從液體中結(jié)晶出初晶 TiAl3，然后在 665℃ 發(fā)生包晶轉(zhuǎn)變： L+TiAl3→α 。TiAl3對 α 相起非均勻形核作用， α 相依附于 TiAl3上形核并長大。由于從液體中結(jié)晶出的 TiAl3細小而彌散，其非均勻形核作用的效果很好，細化晶粒作用顯著。 同樣，在銅及銅合金中加入少量的鐵與鎂，在鎂合金中加入少量的鋯或鋯的鹽類，均因在包晶轉(zhuǎn)變前形成大量細小的化合物，起非均勻形核作用，從而具有良好的細化晶粒效果。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 溶混間隙相圖與調(diào)幅分解 ? 溶混間隙 （ miscibility gap） 是兩種液相或兩種固溶體不相混溶的現(xiàn)象 。 它可以出現(xiàn)在單相的液相中 ， 也可以出現(xiàn)在單一固溶體區(qū)內(nèi) 。 即： L→ L1+L2 或 α → α 1 +α 2 ? 轉(zhuǎn)變方式有二種 ： (1) 形核長大方式 ， 需要克服形核能壘 ， (2) 沒有形核階段的不穩(wěn)定分解，稱為 調(diào)幅分解 （ spinodal depotion）。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 . 其他類型的二元相圖 1. 具有化合物的二元相圖 2. 具有偏晶轉(zhuǎn)變的相圖 3. 具有合晶轉(zhuǎn)變的相圖 4. 具有熔晶轉(zhuǎn)變的相圖 5. 具有固態(tài)轉(zhuǎn)變的二元相圖 第七章 二元系相圖及其合金凝固 1. 具有化合物的二元相圖 ? 在某些二元系中 ， 可形成一個或多個化合物 ， 化合物一般處于相圖的中間位置 ， 又稱為 中間相（ intermediate phase） 。 根據(jù)兩組元間形成化合物的穩(wěn)定性 ， 可分為： ? 穩(wěn)定化合物 、 形成穩(wěn)定化合物的相圖 ? 不穩(wěn)定化合物 、 不形成穩(wěn)定化合物的相圖 第七章 二元系相圖及其合金凝固 (1).形成穩(wěn)定化合物的相圖 ? 穩(wěn)定化合物 是指具有固定的熔點 ， 且在熔點以下保持固有結(jié)構(gòu)而不發(fā)生分解的化合物 。 ? 相圖特征 ：形成的沒有溶解度的化合物在相圖上表現(xiàn)為一條垂線 。 可以把它作為一個獨立的組元而把相圖分為兩部分 。該類化合物成分是固定的 ， 或在一定范圍內(nèi)但有確定的熔點 。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 MgSi合金 , 就能形成穩(wěn)定化合物 Mg2Si。 MgSi合金相圖屬于含有穩(wěn)定化合物的相圖 。 在分析將整個 MgSi相圖可分為MgMg2Si和 Mg2SiSi兩個相圖來進行分析 。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 (2) 形成不穩(wěn)定化合物的相圖 ? 不穩(wěn)定化合物 是指在加熱到一定溫度時會發(fā)生分解的化合物 ? 相圖特征 ：化合物線在加熱到一定溫度化合物會分解 。 ? 包晶反應(yīng)所形成的中間相均屬于不穩(wěn)定化合物 。 它們不能視為獨立組元而把相圖劃分為簡單相圖 。 第七章 二元系相圖及其合金凝固 固相中有化合物分解和生成的二元系統(tǒng)相圖 第七章 二元系相圖及其合金凝固 2. 具有偏晶轉(zhuǎn)變的二元相圖 ? 偏晶轉(zhuǎn)變 （ monotectic reaction） 相圖 特點 ：在一定的成分和溫度范圍內(nèi) ， 兩組元在液態(tài)下也只能有限溶解 ， 存在兩種不同濃度的液相 L1和 L2。 ? 其轉(zhuǎn)變特征 ：是在一定溫度下從一個液相中同時分解出一個固相和另一成分的液相的過程 ， 且固相的相對量總是偏多 。 即： L1→A+L 2 第七章 二元系相圖及其合金凝固 ? 合晶轉(zhuǎn)變 （ syntectic reaction） 相圖 (圖 )特點：二元組在液態(tài)下有限溶解 ， 存在不熔合線 ， 不熔合線以下的兩液相L1和 L2。 ? 轉(zhuǎn)變特征 ：在恒定溫度下 ， 兩個成分不同的液相相互作用形成一個固相的轉(zhuǎn)變稱為合金轉(zhuǎn)變 。 即 L1+ L2→β ? 具有偏晶轉(zhuǎn)變的二元系如 ： NaZn 第七章 二元系相圖及其合金凝固 ? 在某些合金結(jié)晶過程中 ， 當達到一定溫度會從一個固相分解為一個液相和另一個固相 ， 即發(fā)生了固相的再熔現(xiàn)象 ，這種轉(zhuǎn)變稱為 熔晶轉(zhuǎn)變 （ metatectic reaction） 。 即： δ→ L+γ 第七章 二元系相圖及其合金凝固 當合金中組元具有同素(分 )異構(gòu)變時 ， 則其固溶體會出現(xiàn)三種情況：固溶體的多晶型轉(zhuǎn)變 ， 共析轉(zhuǎn)變 、 包析轉(zhuǎn)變 、 偏析轉(zhuǎn)變 . (1)具有固溶體多晶型轉(zhuǎn)變的相圖