3 包晶相图 相图分析方法

合晶相图
• 两个成分一定的液相相互作用形成一个均匀固相的 恒温转变
其他相图
含有双液共存区的相图
其他相图
熔晶相图
熔晶转变：由一个 已结晶的固相在恒 温下转变为一个液 相和另一个固相。 即发生固相的再熔 现象。
其他相图
固溶体发生有序－无序 转变的相图
在一定成分范围内，高 温下形成的β是无序的； 低温发生有序化转变，即 β → β’ β’相为有序固溶体 （ Cu、Zn两种原子在晶 体中呈规则排列，类似于 化合物，又称为超结构）。
相图分析方法
二元相图的几何规律
两个单相区只能交于一点，而不能形成线。 两个单相区间，必定是一个由这两个单相构成 的双相区。 三相共存区必定是一条水平线，该水平线必须 由三个相组合而成的三个双相区相邻。
相图分析方法
二元相图的几何规律
如果两个恒温转变中，有两个是相同的相，那 么这两条水平线之间一定是由这两个相组成。
包晶相图
相图的分析——Pt-Ag合金
相线
• • • • • • • ac cb ad pb df pg dpc
包晶相图
相图的分析——Pt-Ag合金 成分点
ω(Ag)
• 10.5% • 42.4% • 66.3%
合金分类
包晶相图
合金Ⅰ的冷却曲线及结晶过程
结晶过程： L→L+α→L+α+β→β→β+αⅡ 匀晶反应＋包晶反应＋脱溶转变
包晶相图
含Ag量：L > β > α ；含Pt量： α > β > L；
β相在生长时，α相中的Pt原子须向β和L相中扩散，而L相中的 Ag原子须向β和α相中扩散。
包晶反应是个很缓慢的过程。
只有在平衡扩散充分的条件下，液相和α相才能恰好全部转变成 β固溶体。
包晶相图
合金Ⅱ的冷却曲线及结晶过程
L
γ+ Fe2B
γ+ Fe2B
α
相图分析方法
二元相图的几何规律
双相区与单相区的分界线与三相等温水平线相 交，则分界线延长线应进入另一个双相区，而 不会进入单相区。 相区接触法则
• 相邻相区中的相数只能差一个（点接触除外）
相图分析方法
恒 温 转 变 类 型 共晶转变 分解型 共析转变 （共晶型） 偏晶转变 熔晶转变 包晶转变 合成型 （包晶型） 包析转变 合晶转变 反应式 L'α+β γ'α+β L1'L2+α δ'γ+L L+β'α γ+β'α L1+L2'α 相图特征
匀晶相图 共晶相图
组织组成物 相组成物
包晶相图
包晶相图
包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相 和一定成分的液相互作用，形成另一个一定成 分的固相的转变过程。 在该过程中新的固相依附于原固相形核，并将 其包围起来，通过消耗液相和原固相长大，所 以称为包晶转变。
Pt-Ag, Cu-Co, Pt-Re, Pt-W, Al-TiHale Waihona Puke Baidu Pt-Ru MgSiO3-MnSiO3, CaSiO3-MnSiO3, FeOMnO
包晶相图
计算包晶反应时的相对含量
PD 66.3 - 42.4 wL = = = 42.83% CD 66.3 - 10.5
CP 42.4 - 10.5 = = 57.17% wα = CD 66.3 - 10.5
包晶相图
LC + α D → β P
在包晶反应过程中，新相β是在α相与液相的界面 （ α / L）处形核，并且包围着α相；同时将L相和α 相彼此隔开。
相图分析方法
示例——Ni-Be相图
共晶转变 L → α+ γ 共晶转变 L → γ+δ
共晶转变 L → δ + β(Be) 共析转变β(Βe) → δ+α(Βe)
注意事项
相图是在平衡条件下测定的，而实际中的 很少能达到平衡状态。 相图不能给出相的形状、大小和分布。 相图可能存在误差和错误。
其他相图
具有化合物的二元相图
相图中间存在化合物，故又称中间相。 中间相 稳定性：稳定化合物和不稳定化合物。 稳定化合物是指有确定的熔点，可熔化成与固态相同 成分液体的化合物，也称为一致熔融化合物； 不稳定化合物不能熔化成与固态相同成分的液体，当 加热到一定温度时会发生分解，转变为两个相。
L→L+α→L+α+β→α+β→ α+βⅡ+β+αⅡ
包晶相图
合金Ⅲ的冷却曲线及结晶过程
β+αⅡ
包晶相图
包析转变相图
由两个一定成分的 固相，在恒温下转 变成另一个一定成 分的固相的过程。
Fe-B相图
包析线：
• 910℃水平线
包析点：
• 0.0081％B
发生包析转变：
• γ＋Fe2 B → α
材料科学基础
秦文静 60215746 qq:78976819 E-mail：qinerrrr@yahoo.com.cn
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大纲
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上节回顾 包晶相图 其他相图 相图分析方法
上节回顾
杠杆定律
支点为合金的成分点， 两个端点为给定温度 时两相的成分。
其他相图
形成稳定化合物的相图
其他相图
形成稳定化合物的相图
其他相图
形成不稳定化合物的相图
其他相图
含有双液共存区的相图
某些二元系统中的二个组元在液态不完全互 溶，在一定成分范围内可分离为成分不同、互 不相容的两个液相，产生液态分离现象。 偏晶相图
• 一个一定成分的液相分解成一个一定成分的固相和 另一个一定成分的液相的恒温转变
相图分析方法
二元相图分析方法
首先看相图中是否存在化合物，如有稳定化合 物，则以这些稳定化合物为界(把化合物视为组 元)，把相图分成几个区域(基本相图)进行分析。 根据相区接触法则，认清各相区的组成相。 找出所有的三相共存水平线，分析这些恒温转 变的类型，写出转变式。 分析典型合金随温度改变而发生的转变和变化 规律。
包晶相图
简单包晶相图
包晶相图
液 相
固相线 固溶线
线
相图分析
包晶相图
包晶转变
LC + α D → β P
在一定温度下，由一固定成分的液相与一个固定成分的 固相作用，生成另一个成分固相的反应，称为包晶转变。
包晶相图
相图的分析——Pt-Ag合金 相成分
• • • • • • • L α β α+β L+α L+β L+α+β