Pb-Sn二元相图测定及其组织分析

实验10 二组分合金相图

班级：材料（硕）01 组长：丁斌

组员：陈越凡门明达王光王晓宇魏瑛康何林温雅欣杨多雪杨俊杰

实验日期：2013年5月22

1.1实验目的

1.2

①掌握用热分析法测定材料的临界点的方法；

②学习根据临界点建立二元合金相图；

③自制二元合金金相样品，并分析组织。

热分析法（冷却曲线法）

热分析法（冷却曲线法）是绘制凝聚体系相图时常用的方法。它是利用金

属及合金在加热或冷却过程中发生相变时，潜热的释出或吸收及热容的突

变，使得温度－时间关系图上出现平台或拐点，从而得到金属或合金的相

转变温度。由热分析法制相图，先做冷却曲线，然后根据冷却曲线作图。

通常的做法是先将金属或合金全部熔化。然后让其在一定的环境中自行冷

却，通过记录仪记录下温度随时间变化的曲线（步冷曲线）。

以合金样品为例，当熔融的体系均匀冷却时（1所示），如果系统不发生相

变，则系统温度随时间变化是均匀的，冷却速率较快（如图中ab线段）；

若冷却过程中发生了相变，由于在相变过程中伴随着放热效应，所以系统

的温度随时间变化的速率发生改变，系统冷却速率减慢，冷却曲线上出现

转折（如图中b点）。当熔液继续冷却到某一点时（如图中c点），此时熔

液系统以低共熔混合物的固体析出。在低共熔混合物全部凝固以前，系统

温度保持不变，因此步冷曲线出现水平线段（如图中cd线段）；当熔液完

全凝固后，温度才迅速下降（如图中de线段）。

由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物系统，可根据它的冷却曲线

得出有固体析出的温度和低共熔点温度。根据一系列组成不同系统的步冷

曲线的各转折点，即可画出二组分系统的相图（温度－组成图）。不同组成

熔液的冷却曲线对应的相图2所示。

测定一系列不同Pb-Sn合金成分下的由液体缓慢冷却至完全凝固的数据，作冷却曲线，找出转折点或者平台，即对应转变开始或者完成所对应的温度，由此，综合这一系列的温度和其所对应的成分即可作出平衡态下的相图。

图1 图2