【文章內容簡介】 βⅡ βⅡ α α α α 1 2 3 4 溫度 時間 合金 Ⅰ 冷卻 1點 開始結晶出 α相 1點到 2點 勻晶反應 單相 α固溶體 2點到 3點 固溶體冷卻 組織無變化 3點以下 α 固溶體被Sn過飽和 出現(xiàn) βⅡ α + βⅡ 二次相 從已有固相中析出的新固相，記作 βⅡ 冷卻過程中兩固相的重量變化 α相 β相 沿 CF線變化 沿 DG線變化 室溫下的 βⅡ 相對重量 Q βⅡ = F4 FG 100% α + βⅡ 合金 Ⅰ 室溫下的組織 成分大于 D點合金的結晶過程與合金相似，其室溫組織為 β +α Ⅱ 二次析出 形成二次相的過程 共晶合金的結晶過程（以合金 Ⅱ 為例） LE αc βD + 183℃ 該合金冷卻到 E點 共晶反應 溫度繼續(xù)下降 共晶反應結束 α相 β相 沿 CF線變化 沿 DG線變化 βⅡ αⅡ 析出 析出 合金 Ⅱ 室溫下的組織 α+β 二次相不易分辨 L α+β α+β α+β L L α+β 1 2 1’ 共晶反應剛結束時兩相的相對重量百分比 Qα= ED CD 100% Q βⅡ =100% Qα=% = 100% =% 亞共晶合金的結晶過程（以合金 Ⅲ 為例） L L α L (α+β) α βⅡ L α L 溫度 時間 3 1 2 2’ (α+β) α βⅡ (α+β) α 合金液體 勻晶轉變 一次 α相 一次 α 的成分沿 AC線變化到 C點 液相的成分沿 AE線變化到 E點 βⅡ 析出 LE αc βD + 183℃ L L α L (α+β) α βⅡ L α L 溫度 時間 3 1 2 2’ (α+β) α βⅡ (α+β) α [勻晶反應＋共晶反應＋二次析出 ] 合金 Ⅲ 室溫下的組織 βⅡ α + (α+β) + 亞共晶合金的結晶過程 過共晶合金的結晶過程（以合金 Ⅳ 為例） 結晶過程與亞共晶合金相似 不同的是 二次相 α 合金 Ⅳ 室溫下的組織 β (α+β) αⅡ + + 一次相 β 3）組織組成物在相圖上的標注 組織組成物 組成合金顯微組織的獨立成分 相與相的差別主要在結構和成分上 組織組成物之間的差別主要在形態(tài)上 組織和相的區(qū)別 二元包晶相圖 定義： 當兩組元在液態(tài)時無限互溶，在固態(tài)時 形成有限固溶體而且發(fā)生包晶反應時，其 所構成的相圖 常用的 FeC， CuZn， CuSn等合金相圖中，均包括這種類型的相圖 二元包晶相圖 1）相圖分析 三個局部的勻晶相圖 一條水平線組成 2）包晶反應 定義： 包晶水平線上發(fā)生的反應是由一種液相和一種固相相互作用生成另一種固相的轉變過程 LB ＋ δH γJ 成分為B(％ C)的液相 LB 成分為H(％ C) 的初晶 δ H 成分為J(％C)的 γ J固溶體 2）包晶反應 具體過程 γ L δ δ γ L 反應產物 γ形核、成長 新相 γ 對內不斷“吃掉” δ 相，向內擴張 直到液相和固相任一方或雙方消耗完了為止，反應才告結束 由于是一相包著另一相進行反應，故稱為 包晶反應 液相 L 固相 δ 交界面上 形成一層相外殼 三相共存 對外不斷消耗液相，向液內長大 3）典型合金的結晶過程 合金 Ⅰ 在溫度緩冷到 2點時，反應前的液相 L和固 相 δ 數(shù)量比為： 反應后兩相全部耗盡，形成單一的新相 γ [勻晶反應＋包晶反應 ] L/δ= HJ/JB 結晶過程 溫度℃ 結晶過程： 合金 Ⅱ 在溫度緩冷到 2點時，反應前的液相 L和固相 δ 數(shù)量比為： L / δ= H2 / 2B 參加包晶反應的 ?相量過剩，所以反應 后形成 δ+γ 兩相 進入 HNJ勻晶區(qū)，隨溫度的下降， 3點以下形成單相 γ [勻晶反應＋包晶反應 +勻晶反應 ] 結晶過程： 合金 Ⅲ 在溫度緩冷到 2點時，反應前的液相 L和固相 δ 數(shù)量比為： L /δ= H2 / 2B 參加包晶反應的 L相量過剩，所以反應 后形成 L+γ 兩相 進入 JBCE勻晶區(qū)，隨溫度的下降， 3點以下形成單相 γ [勻晶反應＋包晶反應 +勻晶反應 ] 具有共析反應的二元合金相圖 水平線上的共析反應，自 ?固相中同時析出 β 1和 β 2 兩種新相，即 ? c β1d β2e + 水平線 dce稱為 共析線 反應產物稱為 共析體 共析反應： 在一定溫度下，由一定成分的固相同時析出兩個成分和結構完全不同的新固相的反應 共析反應是在固態(tài)下進行的 反應中的原子擴散比較困難 易于達到較大的過冷度 生核率高 與共晶組織相比，共析組織要細得多 共析反應的特點 二元相圖的分析步驟 1. 先分清圖中包括哪些基本類型的相圖 2. 相區(qū)的確定 兩相區(qū)的確定：兩個單相區(qū)之間夾有一個兩相區(qū)，該兩相區(qū)的相由兩個相鄰單相區(qū)的相組成 相區(qū)接觸法則：相鄰兩個相區(qū)的相數(shù)差為 1 單相區(qū)的確定 ? 相圖中液相線以上為液相區(qū) ? 相圖中每一條水平線必定與 3個單相區(qū)接觸 三相區(qū)的確定： 二元相圖中的水平線是三相區(qū)，其三個相由與該三相區(qū)點接觸的三個單相區(qū)的相組成 常見三相等溫水平線上的反應 做出典型合金冷卻曲線示意圖，二元合金冷卻曲線的特征是 ? 在單相區(qū)和兩相區(qū)冷卻曲線為一斜線； ? 由一個相區(qū)過渡到另一個相區(qū)時，冷卻曲線上出現(xiàn)拐點 ,發(fā)生三相等溫轉變時，冷卻曲線呈一水平臺階 分析合金結晶過程 ? 畫出組織轉變示意圖 ? 計算各相、各組織組成物相對重量比：在單相區(qū)，合金由單相組成，相的成分、重量即合金的成分、重量；在兩相區(qū)，兩相的成分隨溫度下降沿各自的相線變化，各相、各組成物的相對重量可由杠桿定律；在三相區(qū)，三個相的成分固定，相對重量不斷變化，杠桿定律不適用。 相圖與合金性能之間的關系 、物理性能之間的關系 組織為機械混合物的合金，其性能與合金成分呈直線關系 組織為固溶體的合金，隨溶質元素含量的增加，合金的強度和硬度也增加，產生固溶強化，如果是無限互溶的合金，則在溶質含量為 50%附近強度和硬度最高，性能與合金成分之間呈曲線關系 單相固溶體的合金，澆鑄時合金流動性差 澆鑄時不能充滿鑄型 凝固后形成許多分散的縮孔 此類合金不宜制作鑄件 共晶成分的合金或接近共晶成分的合金，流動性好 不易產生分散的縮孔 在凝固的過程中出現(xiàn)的集中縮孔的現(xiàn)象 采取設置冒口的方法，并控制這種縮孔于冒口處，待鑄件成型后，再將冒口切除 此類合金的塑性較好，具有良好的壓力加工性能 第三節(jié) 鐵碳合金相圖 鐵碳合金相圖的分析 鐵碳合金的組元和相 典型鐵碳合金的平衡結晶過程 含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響 基本概念 鐵碳合金 : 碳鋼和鑄鐵的統(tǒng)稱，都是以鐵和碳為基本組元的合金 碳 鋼 : 含碳量為 %～ %的鐵碳合金 鑄 鐵 :含碳量大于 %的鐵碳合金 鐵碳合金相圖 : 研究鐵碳合金的工具，是研究碳鋼和鑄鐵成分、溫度、組織和性能之間關系的理論基礎，也是制定各種熱加工工藝的依據(jù)。 注： 由于含碳量大于 Fe3C的含碳量（ %）時，合金