二元相图

0.09
0.17 6.69 0 0.0218 0.77 0.01
C在 中的最大溶解度
包晶转变点 渗碳体Fe3C的成分
Fe
与
Fe 的转变点
C 在 共析点
Fe 的最大溶解度
6000C时C在
Fe 溶解度
特性点 及线
ABCD AHJECF
温度 0C
含碳量 %
意
义
液相线 固相线
1227 1148
4.3
6.69 2.11
共晶转变点
渗碳体Fe3C的熔点
C在A中的最大溶解度
特性点 及线 F G
温度 0C 1148 912
含碳量 % 6.69 0
意
义
渗碳体Fe3C的成分
Fe 与
Fe
转变点
H
J K N P S Q
1495
1495 727 1394 727 727 600
Fe 13950C Fe 9120C Fe L（15380C）
1、铁碳固溶体（铁素体F、奥氏体A） 1.1、铁素体 碳溶于 Fe 中形成的间隙固溶体， 金相显微镜下为多边形晶粒 F的强度和硬度低，塑性好，力学性能 与纯铁相似。F在7700C以下具有磁性。
一、铁碳合金相图的基本相 1.2、奥氏体
C溶于 Fe 中形成的间隙固溶体， 金相显微镜下为规则的多边形晶粒
A的强度和硬度不高，塑性好， 容易压力加工，A没有磁性
1.3、高温铁素体 C溶于 Fe 中形成的间隙固溶体，用 表示，它只存在于13950C—15380C 2、铁碳化合物—渗碳体（Fe3C）
渗碳体是Fe3C相，含碳量为6.69%，其硬度很高 强度极低，脆性非常大，常作为强化相。 3、液相——铁和碳的液相熔体，用L表示
LB H
HJB
ECF PSK ES PQ
包晶转变线（14950C）
J
Lc E F e3 C
S P F e3 C
共晶转变线（11480C） 共析转变线（7270C） 碳奥氏体在中溶解度曲线
碳在铁素体中的溶解度曲线
( F e3 C )
( F e3 C )
二 Fe—Fe3C相图分析
1、Fe—Fe3C相图中的特性点与线

A
A+Fe3C
F
F+Fe3C
Fe
Fe3C
二 Fe—Fe3C相图分析
Fe—Fe3C相图中的特性点与线
特性点 及线 A B 温度 0C 1538 1495 含碳量 % 0 0.53 意 义
纯铁的熔点
包晶转变时液相 合金的成分
C
D E
1148
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第4章 二元相图
第一节 相图的基本知识 材 料 科 学 基 础 第二节 二元相图的基本类型 第三节 二元相图的分析和使用 第四节 Fe—C相图和Fe—C合金
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第一节 相图的基本知识
1、相图的表示方法 材 料 科 学 基 础 1.1 相图 在极其缓慢冷却条件下，合金状 态随温度和化学成分的变化关系 的图形，也叫平衡图。
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第一节 相图的基本知识
3、相平衡的条件 材 料 科 学 基 础 在指定的温度和压力下，若多相体系 的各相中每一组元的浓度均不随时间 而变，则体系达到相平衡。 3.1 相律 在平衡条件下，系统的自由度数f、 组元数c和平衡相数p之间的关系
f =c p+2
f = c p +1
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材 料 科 学 基 础
c
Ni
nx 利用杠杆定律可以求出某一温度下合金中液 mx L% 100 % % 100 % mn 相、固相的相对含量。 mn
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第三节 二元相图的分析和使用
1、冷却结晶曲线 材 料 科 学 基 础 2、二元共晶相图分析 2.1、二元共晶合金 合金o (α + β) 2.2、二元亚共晶合金 合金om α + (α + β) 2.3、二元过共晶合金
第二节 二元相图的基本类型 1、二元相图的分类 匀晶相图 共晶相图 L L+α L
材 料 科 学 基 础
包晶相图 L β α α+β
α
L→α
α α +β L→α +β
β
L+α →β
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第三节 二元相图的分析和使用
L 一 二元合金相图中的杠杆定律 T 1、杠杆定律 b α ＋L 2、杠杆定律应用条件 1 2 d a 2.1、在平衡状态下 α Cu m x 2.2、只适用两相区 n 3、杠杆定律的用途
二 Fe—Fe3C相图分析
2、Fe—Fe3C合金相的转变
1.2
相图的构成
温度线
成分线
相区分界线
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第一节 相图的基本知识
1、相图的表示方法 材 料 科 学 基 础 1.3 1.4 相 具有相同化学成分、相同晶体 结构和具有界面的组成部分。
组织 用显微镜观察到的材料微观形貌， 如种类、数量、形状、尺寸、分布 状态等——（组织由相构成）
二元合金在两相共存时，两个相的成分可以由过 表象点的水平线与相界线的交点确定；二元系合 金在两相区内，两相的重量比用“杠杆定律”求得。
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第一节 相图的基本知识
2、相图的建立（以Cu-Ni合金为例） 材 料 科 学 基 础 （1）、配制成分不同的Cu-Ni合金
L 温度 （2）、熔化上述合金，缓慢冷却， 测定合金的冷却曲线和临界点。 温度
（3）、建立以温度为纵坐标，成分为横坐 标的坐标图，把临界点标入坐标图 α （4）、连接各个相同意义的临界点， Ni 时间 Cu 得到Cu-Ni合金相图。
T L
L

冷却结晶曲线
t
L

Pb
＋

合金on
β + (α + β )
m
o
n
Sn
二元共晶相图
二元系各类恒温转变图型
恒温转变类型
共晶转变 共析转变
反应式
图形特征
L →α +β
γ →α +β
共晶式
偏晶转变 熔晶转变
L1 → L2 + α
δ→L+γ
L+β →α
β+γ →α
包晶转变
包晶式
包析转变 合晶转变
L1 + L2 → α
第四节 Fe—C相图和 Fe—C合金
4.1 Fe—Fe3C合金相图分析
4.2 典型铁碳合金的结晶过程及组织
4.3 铁碳合金性能与成分、组织的关系
4.1 Fe—Fe3C合金相图分析
一 铁碳合金相图的基本相 二 Fe—Fe3C相图分析
一、铁碳合金相图Hale Waihona Puke Baidu基本相
金属铁 熔点为15380C，密度为7.87g/cm3 铁冷却到13950C和9120C时先后两次 发生同素异构转变（晶格类型转变）