6.2.2二元相图-共晶

合集下载

相图(新)

图6-25 亚金属初晶16％Sb的 Pb-Sb合金初晶（100×）
2．共晶体的组织形态
共晶体的组织有多种形态。共晶体是两相混合物，影响其组织形态的因素很多，其中最主要的是组成相的基本性质。
2．合金(2)共晶合金的结晶过程
合金室温组织：(α+β) 组成相：α和β相
图6-19 共晶合金组织的形态
3. 合金(3)的结晶过程
合金室温组织：α+二次β+(α+β) 组成相：α、β
图6-21 亚共晶合金组织
3．合金(3)的结晶过程
合金的组成相为α 和β ，它们的相对质量为：
ω ( ) ω ( ) x3 g 100% fg fx3 100% fg
图6-1 Cu-Ni合金相图
6.3.2 平衡结晶过程分析
b点合金结晶过程： 1点以上:液相L 1-2: L 2点:全部结晶为α 2-3:α 降温其他成分合金的结晶过程与其类似。
图6-4 匀晶相图合金的结晶过程
匀晶结晶的特点:
（1）固溶体结晶也包括生核与长大过程。形态主要是胞状晶和树枝晶 , 而且更趋于呈树枝状。（2）固溶体结晶在一个温度区间内进行，即为一个变温结晶过程。（3）在两相区，温度一定时，相的成分是确定的，两相的质量也是一定的。随着温度的下降，液相成分沿液相线变化，固相成分沿固相线变化 , 两相的质量也发生相应变化。
图6-5 固溶体的组织形态示意图
6.3.3 非平衡结晶过程分析
在实际生产中，冷却较快，不能保持平衡状态，扩散过程来不及进行，使结晶过程偏离平衡状态。
非平衡结晶的特点:
（ 1 ）固相平均成分线和液相平均成分线将偏离平衡相图中的液相线和固相线。（ 2 ）先结晶的部分总是富含高熔点组元（ Ni ） , 后结晶的部分富含低熔点组元（Cu）。（ 3 ）非平衡结晶总是导致结晶结束温度低于平衡结晶时的结束温度。

第六章二元相图

当 > 0，即eAB > (eAA+eBB)/2时，意味着A-B对结合不稳定，A、B组元趋向于形成偏聚，此时ΔHm > 0时，为具有吸热效应的固溶反应
2、多相平衡的公切线原理

若G = mAxA+ mBxB，且mi与i 组元含量有关，则可导出：在任意一相的 G - x曲线上，每一点的切线，其两端分别与纵坐标相截，与每一组元的截距表示该组元在固溶体成分为切点成分时的化学势
说明：
冷却速度越慢，越接近平衡条件，测量结果越准确纯金属在恒温下结晶，冷却曲线应有一段水平线
其它测定相图的方法：
热膨胀法：利用材料在发生转变时伴随有体积变化的特性，通
过测量试样长度随温度的变化得到临界点，从而作出相图
电阻法：利用材料电阻率随温度的变化来建立相图的这两种方法适用于测定材料在固态下发生的转变
自由能 ~ 成分关系
（假设A、B组元原子半径相同，晶体结构相同，且无限互溶，则两组元混合前后体积不变；只考虑最近邻原子间的键能；只考虑两组元不同排列方式的混合熵，不考虑振动熵） xA、xB — A、B组元的摩尔分数，
— 相互作用参数， N A z e AB
x A xB 1
i n i T , P ,r
G
（代表体系内物质传输的驱动力；等温、等压及其它组元数量不变的情况下，每增加单位摩尔i 组元，体系自由能的变化）
组元i 的化学势：（偏摩尔自由能）
ji
如果某组元在各相中的化学势相同，就没有物质的传输，体系处于平衡状态
若体系包含有a，b，……相，对每个相自由能的微分式可写成：
材料组成的层次
组元
加一点盐完全溶解

工程材料基础-6. 相图

相律应用的不同情况
相律：f=C-P+1 对二元系，C=2,则f=3-P，可知:
P=3, f=0，平衡相最多为3； P=3，f=0, 温度、相成分一定； P=2，f=1, 温度或相的成分可变，但只有一个独立变量； P=1，f=2，温度和相成分均可独立改变。
6.2.2 杠杆定理
杠杆定理是分析相图的重要工具，可用来确定两相平衡时的两平衡相成分和相对量,也可确定最后形成的组织中两相的相对量以及组织的相对量。
6.5.1 相图分析
1.相区有液相L、α 相和β 相三个单相区，两单相区之间为相应的两相区。 2.相界线有液相线adb固相线aceb，固溶线cf、eg和包晶反应水平线ced。与水平线对应成分的合金，冷却时在水平线温度（1186℃）发生包晶反应：图6-23 Pt-Ag合金相图 3.根据相律,三相反应自由度为零，温度恒定，三相成分一定。
图6-22 Cu4％-Al合金中的离异共晶组织
3. 非平衡共晶
成份点位于共晶转变线两端点之外，且又靠近端点的合金，在平衡结晶时无共晶转变发生，但在非平衡结晶条件下，也能发生共晶转变得到少量共晶体，称这种共晶组织为非平衡共晶。
6.5 二元包晶相图
二组元在液态无限溶解，固态下有限溶解，发生包晶反应的相图称为二元包晶相图。包晶反应是一个液相与一个固相相互作用，生成一个新的固相的过程。 Cu-Sn,Cu-Zn,Ag-Sn,Pt-Ag, CdHg,Sn-Sb 等二元合金系都具有此类相图。下面以Pt-Ag合金相图为例进行分析。
图6-19 共晶系合金的不平衡凝固
图6-20 Al-Si合金系的伪共晶区
四种伪共晶区
图6-21 四种伪共晶区
2. 离异共晶

材料科学基础-6二元相图

2
Ω=0，＞0，G-x曲线也有一最小值；
Ω＞0， G-x曲线也有2个最小值，拐点内＜0。
6.3.2 多相平衡的公切线原理
6.3.3 混合物的自由能和杠杆法则
6.3.4 从自由能—成分曲线推测相图
6.3.5 二元相图的几何规律
★相图中所有的相界线代表相变的温度和平衡相成分，即平衡相成分沿着相界线随温度变化而变化； ★两单相区之间必定有这两相的两相区－相区接触法则； ★二元相图的三相平衡区为一水平线，其与三个单相区的交点确定平衡相的浓度； ★两相区与单相区的分界线与三相等温线相交，分界线的延长线进入另一两相区。
（1）单相区：3个， L、 α 、β （2）两相区： 3个， L+α 、L+β 、α +β 相区：1个， L+α+β （3）三
5.与匀晶和共晶相图的区别
（1）相同处
PDC线以上区域； PDC线以下、DF以右区域的
分析方法以及结晶过程与匀晶相同；
BPDF以内区域，与共晶线MEN线以下区域相同，
按照固ห้องสมุดไป่ตู้度线分析。（2）不同处包晶线PDC及包晶反应：L+α→β
6.10 铁碳合金相图 6.11 二元合金的凝固理论
第6章二元合金相图及合金凝固
由一种元素或化合物构成的晶体称为单组元晶体或纯晶体，
该体系称为单元系。两个组元的为二元系，n个组元都是独立
的体系称为n元系。对于纯晶体材料而言，随着温度和压力的变化，材料的组成相会发生变化。
从一种相到另一种相的转变称为相变。由不同固相之间的
2.非平衡共晶组织
a
非平衡共晶组织（成分位于a点稍左）一般分布在初晶α 的相界上，或者在枝晶间。可以通过扩散退火来消除，最终得

二元共晶相图ppt课件

• 如Al-Si系共晶的
• 两相参差不齐，
• Si相成长时各向
• 异性，产生分枝。
；.
29
• 4.3.3.3 平滑-平滑界面(非金属-非金属型)共晶：这类共晶体中的两相都是平滑界面。因为这类材料目前应用较少，研究也就很少。有人认为其显微组织很不规则。
；.
30
• 4.3.4 共晶系合金的非平衡凝固和组织
21
• 4.3.3 共晶组织及形成机理
• 共晶组织的基本特征是两相交替排列。呈片状，针状，螺旋状和球状等。把共晶体的形貌和两相的融化熵结合分析，可将共晶组织分为三类：粗糙-粗糙界面(金属-金属型)共晶；粗糙-平滑界面(金属-非金属型) 共晶；平滑-平滑界面(非金属-非金属型)共晶。
；.
22
；.
1
• 我们以Pb-Sn相图为例讨论二元相图。
；.
2
• 图中有三个单相区：L；α；β。三个两相区： L+α；L+β；α+β。一个三相区(线段MEN)： L+α+β。
• 共晶转变指具有E点成分的液相，当冷却至温度tE时，将同时结晶出两个成分不同的固相：M点成分的α相和N点成分的β相。其共晶反应式为：
；.
11
• 共晶转变完成后继续冷却时，共晶体中的α
与β相都要发生脱熔转变，分别析出 αⅡ。
βⅡ和
• 由于共晶体中的次生相常依附于共晶体中
的同类相析出，所以在显微镜下难以识别。
Pb-Sn二元共晶合金在室温下
• 的组织见图4-18，黑
• 色部分为α相，白色
• 部分为β相，两相呈
• 片状交替分布。
；.
12
• 因此同时对α和β饱 • 和，发生共转变， • 形成伪共晶。因为 • 过冷度有限，所以 • 伪共晶区域不大。

第7.2.2章二元相图-共晶(2学时)

——匀晶相变
（1）Wsn<2％（室温下α相的平衡浓度）的合金
2 合金的平衡结晶及其组织（以Pb-Sn相图为例）
凝固过程（冷却曲线、相变、组织示意图）。
L
匀晶转变
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
① 离异共晶：两相分离的共晶组织。 ② 形成原因平衡条件下，成分位于共晶线上两端点附近。不平衡条件下，包括成分位于共晶线上两端点的两侧。 ③ 消除：扩散退火。
思考题
• 简单总结伪共晶、不平衡共晶和离异共晶的特点。 • 伪共晶——靠近共晶点附近的合金得到了全部共晶组织； • 离异共晶——共晶组织没有显示出共晶的特征； • 不平衡共晶——在不应该出现共晶的合金里出现了共晶组织。
相变过程
因为腐蚀速度不同，显示出不同颜色。综合判断：根据相变过程判断相的形态，根据相图（杠杆定律）判断相对含量，根据相图和腐蚀速度判断相的成分。黑色基体：富Pb α固溶体（ Pb 为溶剂，Sn为溶质）晶界和晶内：二次析出相βⅡ（Sn为溶剂，Pb为溶质）
（3）共晶合金 ① 凝固过程（冷却曲线、相变、组织示意图）。 ② 共晶线上两相的相对量计算。 ③ 室温组织（α＋β）＋αⅡ＋βⅡ及其相对量计算。
次生相（二次析出相）αⅡ，βⅡ常与初生的同类相混合在一起（显微镜下无法分辨）
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

二元合金与相图.ppt讲解

A B
共晶反应的产物，即两相的机械混合物称共晶体或共晶组织。发生共晶反应的温度称共晶温度。代表共晶温度和共
晶成分的点称共晶点。
Pb原子扩散 Sn原子扩散

Pb-Sn共晶组织共晶体长大示意图
具有共晶成分的合金称共晶合金。在共晶线上，凡成分位于共晶点以左的合金称亚共晶合金，位于共晶点以右的合金称过共晶合金。

A
L+பைடு நூலகம்
C D
B
凡具有共晶线
成分的合金液
体冷却到共晶
温度时都将发
生共晶反应。
⑵ 合金的结晶过程 ① 含Sn量小于C点合金(Ⅰ合金)的结晶过程在3点以前为匀晶转变，结晶出单相固溶体，这种直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
.2
温度降到3点以下，固溶体被Sn过饱和，由于晶格不稳，开始析出（相变过程也称析出）新相— 相。由已有固相析出的新固相称二次相或次生相,由析出的二次用Ⅱ 表示。。

成分大于 D点合金结晶过程与Ⅰ合金相似，室温组织为 + Ⅱ 。
C
E
D
F
G
② 共晶合金(Ⅱ合金)的结晶过程
液态合金冷却到E 点时同时被Pb和Sn饱和, 发生共
晶反应：LE ⇄(C+D) 。
1’
19.2
wt%Sn
析出过程中两相相间形核、互相促进、共同长大，因而共晶组织较细，呈片、棒、点球等形状。
C(19.2) E(61.9) D(97.5)
相的相对重量百分比为：
Q Q ED 97.5 61.9 100% 100% 45.4% CD 97.5 19.2 100% Q 54.6%

23.二元合金共晶相图及结晶

A
C L
析出的βⅡ 附着在相邻的β上，看不出形貌改变同理，β沿着DG变化析出αⅡ β相析出的αⅡ 也附着在相邻的α上，看不出形貌改变 α β α β α β 这种变化以后不分析
9
α
T/℃
B
8.8
E
28.5
D
92
β
α α相β
F
Ag
G
Cu
W Cu%
2015-6-14 柏振海 baizhai@
中南大学材料科学与工程学院
材料科学与工程基础
二元合金共晶相图及结晶
过共晶x2合金（ hypoeutectic alloy ）凝固过程
参照亚共晶合金X3即可
树枝状初晶β，黑色次晶αⅡ ，白色
α
T
β
β
α
Ag
W Cu%
X2
Cu
层片状共晶（α+β），黑白色
先析出初晶β 初晶β析出量随温度下降越来越多析出初晶后的液相成分沿着液相线变化析出的初晶β成分沿着固相线变化初晶β成分沿固溶度线变化，从初晶β中析出次晶αⅡ 共晶成分的熔体在共晶温度析出共晶体（α+β）
中南大学材料科学与工程学院
材料科学与工程基础
二元合金共晶相图及结晶
合金x2凝固过程过程的杠杆定律
过共晶合金凝固完毕后相与组织刚凝固完毕相组成为α＋β
β相成分在D点 α相成分在C点
%
α
T
2 C E 3 D
β
2D 100 % CD
%
C2 100 % CD
此时组织组成为β初晶＋（α＋β）共晶 β初晶成分在D点（α＋β）共晶成分在E点
各种典型Pb－Sn合金的冷却曲线

二元共晶相图

17
第三节二元共晶相图及合金凝固
离异共晶 ① 离异共晶：两相分离的共晶组织。 ② 形成原因
平衡条件下，成分位于共晶线上两端点附近。不平衡条件下，成分位于共晶线外两端点附近 ③ 消除：扩散退火。
2h
18
第三节二元共晶相图及合金凝固
4 共晶组织的形成（2）共晶体的形态
19
(4)X4合金结晶过程分析
（过共晶合金）
T,C
183
Pb
T,C
L
L+
L+
M
E
N
1 L L+(+ )+ 2 L+ (+ )+ 43; Ⅱ
X3
Sn
t
标注了组织组成物的相图
组织组成物与组织图
一般将显微组织中能清晰分辨的独立组成部分，称为组织
组成物。组织组成物可以是单相（如相、II相），也可以是多相（如共晶组织+）。
L
L+
L+
M E N
生不同程度上的共晶反应。
+
共晶点表示E点成分的合
无论Pb 从何处开始,
Sn 金冷却到此温度
+ 体系点达到L共E晶线M N
上发生完全的共晶转变。
液相组成达到E点
共晶反应要点
• 共晶转变在恒温下进行。 • 转变结果是从一种液相中结晶出两个不同的固相。 • 存在一个确定的共晶点。在该点凝固温度最低。 • 成分在共晶线范围的合金都要经历共晶转变。
L
L+
L+
共晶线固溶线
+
固溶线
1P）b 点：纯组元熔点；最大溶S解n 度点；共晶点（是亚共晶、Sn%过共晶合金成分分界点）等。

第6章二元合金相图

3.2.3 固溶体合金的结晶与纯金属结晶的异同
(1) 相同点 ✓ 基本过程相同：形核－长大； ✓ 热力学条件相同：⊿T>0，存在过冷度；（目的何在？） ✓ 能量条件相同：能量起伏；（作用何在？） ✓ 结构条件相同：结构起伏。（作用何在？）
(2) 不同点 ✓ 纯金属有固定的熔点，恒温结晶，合金在一个温度范围内结晶； ✓ 固溶体合金的平衡结晶存在溶质原子重新分配和均匀化； ✓ 合金结晶是异分结晶，需成分起伏。
C
%
ED CD
97.5 61.9 97.5 19.2
45.5%
D %
CE CD
61.9 97.5
19.2 19.2
54.5%
4.2.3 亚共晶合金的ห้องสมุดไป่ตู้衡结晶
II 1 E 2
3
亚共晶合金: 成分在共晶点E以左、C点以右(即Sn: 19.2 ~ 61.9%)的合金称为亚共晶合金。亚共晶合金发生共晶转变之前，先进行匀晶转变(L→α), 匀晶转变剩余的液相再进行共晶转变。
二元系相图简介
二元相图仅考虑体系在成分、温度两个变量下的热力学平衡状态，表示了在缓冷条件下不同成分合金的组织随温度变化的规律。
二元相图是制订熔炼、铸造、热加工及热处理工艺的重要依据，是研究相与温度、成分之间关系的有力工具
二元相图中的成分可用质量分数和摩尔分数表示
质量分数（重量百分数）wt.% 摩尔分数（原子百分数）at.%
① 杠杆定律只能在平衡状态下使用。 ② 杠杆定律只适用于相图中的两相区。 ③ 杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点，
支点为合金的成分点。
第3节二元匀晶相图
3.1 相图分析
两组元在液态和固态下均无限互溶时所构成的相图称二元匀晶相图。

材料科学基础-二元相图

LE→( αC + βD)
相图的构成：
LE→( αC + βD)
相图的构成：线
AE和BE为两液相线； AC和BD为两固相线； CG和DH：（固溶度曲线）固溶体α、β的溶解度线； CED：水平共晶线。
三个单相区： L、α、β；三个双相区：L＋α、L＋β、
α＋β 一个三相区：L＋α＋β，
CED共晶线。 29
连接转变开始点和终了点
冷却过程中，不同相的热容量不同，冷却曲线上的斜率不同，曲线的转折点对应温度就是相变温度。
相图的测定：二元相图：4000个（81%）（4950）；三元相图：8000(5%)（161700）。工作量巨大。四元相图：1000（0.1%）（3921225）问题：成分难控制，高熔点，难以达到相平衡
室温组织：α+βII +(α+β)
(α+β)％＝L%=c2/ce, (α+βII)%=e2/ce
α%=c’g/fg× e2/ce,
βII%=fc’/fg × e2/ce
41
相: α＋β
α初：暗黑色粗大树枝状， βII ：白色颗粒。
(α+β)
亚共晶组织：
α+βII +(α+β)
④合金Ⅳ：过共晶合金 L→L+β→β+(α+β)→β+αII+ (α+β)
4. 偏晶转变相图 fdc Ld→αf +Lc
偏晶转变:
L36→Cu +L87
72
5、具有合晶转变的相图
Lc+Ld→f
6、熔晶转变相图
→ +L
♣ 6.3.5 二元相图的几何规律

二元合金相图(很好很强大)

种直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
.2
精品课件
温度降到3点以下，固溶体被Sn过饱和，由于晶格不稳，开始析出（相变过程也称析出）新相— 相。
由已有固相析出的新固相称二次相或次生相。形成二次相的过程称二次析出, 是固态相变的一种。
H
精品课件
由析出的二次用Ⅱ 表示。
随温度下降，和相的成分分别沿CF线和DG线
fefe3c相图恒温下由一个固相同时恒温下由一个固相同时析出两个成分结构不同析出两个成分结构不同共析反应共析反应恒温下由一个液相包着恒温下由一个液相包着一个固相生成另一个新一个固相生成另一个新包晶反应包晶反应恒温下由一个液相同时恒温下由一个液相同时结晶出两个成分结构不结晶出两个成分结构不共晶反应共晶反应说明说明反应式反应式图形特征图形特征反应名称反应名称常见三相等温水平线上的反应作出典型合金冷却曲线示意图二元合金冷却曲线的特征是
精品课件
⑶ 组织组成物在相图上的标注
组织组成物是指组成合金显微组织的独立部分。
Ⅰ和Ⅰ, Ⅱ 和Ⅱ,共晶体(+)都
是组织组成物。
相与相之间的
差别主要在
结构和成分
上。
精品课件
组织组成物之间的差别主要在形态上。如Ⅰ 、 Ⅱ和共晶的结构成分相同，属同一个相，但它们的形
态不同，分属不同的组织组成物。
于温度t 的o点作水平线，
其与液固相线交点a、b所 t
对应的成分x1、x2即分别
为液相和固相的成分。
精品课件
1
2
② 确定两平衡相的相对重量
设合金的重量为1，液相重量为QL，固相重量为Q。
则 QL + Q =1
QL x1 +
Q x2 =x

6.相图

合金III 合金III结晶过程和合金组织 III结晶过程和合金组织
图6-12 亚共晶合金的结晶过程示意图
图6-13 亚共晶合金组织
成分在cd之间的所有亚共晶合金的结晶过程与合金Ⅲ 相同，仅组织组成物和组成相的相对质量不同，成分越靠近共晶点，合金中共晶体的质量分数越大。
4.合金IV的结晶过程 4.合金IV的结晶过程合金IV
Pb-Sn合金相图图6-8 Pb-Sn合金相图
共晶反应线与共晶点有如下关系：成分在ce之间的合金平衡结晶时都发生共晶反应，而发生共晶反应时液相成分均为d点。具有d点成分的合金称为共晶合金，d点以左成分的合金为亚共晶合金， d点以右为过共晶合金。
6.4.2典型合金平衡结晶过程分析 6.4.2典型合金平衡结晶过程分析
2．合金II的结晶过程合金II II的结晶过程
图6-10 共晶合金的结晶过程示意图
图6-11 共晶合金组织的形态
3．合金III的结晶过程合金III III的结晶过程
合金的组成相为α和β ，它们的相对质量为：
ω (α ) = ω ( β ) = x3 g × 100% fg fx 3 × 100% fg
结晶过程与亚共晶合金相似，也包括匀晶反应、共晶反应和二次结晶三个转变阶段。不同之处是初生 β相为固溶体，二次结晶过程为:
β → α
II
所以室温组织为β+αII+(α+β)。图6-14为过共晶合金组织。图中白色树枝状组织为β，其上少量的黑点为αII，其余为共晶(α+β)。
过共晶合金组织和相图
可划分为6个组织区： Ⅰ α单相组织 Ⅱ α＋βII Ⅲ α+βII+(α+β)共晶 Ⅳ (α+β)共晶 Ⅴ β+αII +(α+β)共晶 Ⅵ β+αII 可以看出，两相区中由两相可组成不同的组织状态。

机械工程材料-二元共晶相图

961.9 B
包晶点
E Pt
Ag%
F
包晶线
Ag
Pt-Ag合金相图包晶反应: LC+ P
D
§3-4 二元包晶相图
二、典型合金的平衡结晶过程
含42.4%Ag 的Pt-Ag 合金（合金I）
室温组织: β＋αⅡ 室温相: β＋α
β＋αⅡ
含42.4%Ag 的Pt-Ag 合金平衡凝固过程示意图
§3-5其他常用的二元合金相图
Ⅱ
100 c 100% 100 2
( )
c 19 61.9 19
100%
E
(+)
60
70
B
N
?80
90
100G
Sn
室温下组织的质量分数
§3-4 二元包晶相图
§3-4 二元包晶相图
合金在冷却到某一温度时，已结晶出的一定成分的固相和它周围尚未结晶的一定成分的液相发生反应结晶出另外一种固相，这就是包晶反应。即: L
许多合金系都具有包晶转变, 例如Pt-Ag、Sn-Ag、 Cd-Hg、Cu-Zn、Cu-Sn等。Pt-Ag合金相图是一种比较简单的包晶相图, 下面以此为例进行分析。
§3-4 二元包晶相图
一、包晶相图分析
T/C 1772 A
1186
P
L+D
10.5 42.4
+
液相线
固相线
L
固溶线
C L+
固溶线
66.3
400
A
300
200
100
L
M L+
E
+
B
L+N
0
G

第3章二元相图(匀晶,共晶)

二、测绘二元相图
相变伴随某种物理、化学性质的变化，测定合金的某种物理、化学性质随温度的变化找出相变点
热分析法金相组织法
X射线分析法
测定相图常用方法
电阻法
硬度法
热膨胀法
二、热分析法测绘Cu-Ni二元相图
热分析法测定Cu—Ni 相图步骤
① 按质量分数先配制一系列具有代表性成分不同的Cu—Ni合金。 ② 测出上述所配合金及纯Cu、纯Ni的冷却曲线。 ③ 求出各冷却曲线上的临界点。纯Cu、纯Ni的冷却曲线上有一平台，表示其在恒温下凝固。合金的冷却曲线上没有平台，而为二次转折，温度较高的折点表示凝固的开始温度，而温度低的转折点对应凝固的终结温度。 ④ 将各临界点分别投到对应的合金成分、温度坐标中，每个临界点在二元相图中对应一个点。 ⑤ 连接各相同意义的临界点(开始点或终了点)就得到了Cu— Ni合金的二元相图。
80%B，此时液体和固体各占多少分数？
三）固溶体的非平衡凝固
实际生产中，冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，这样就使液相尤其是固相内保持一定的浓度梯度，造成各相内成分的不均匀。这种偏离平衡结晶条件的结晶，称为不平衡结晶。非平衡凝固(结晶)得到的组织称为不平衡组织。
⑵固溶体凝固需要一定的温度范围，在此温度范围内，只能结晶出一定数量的固相。在此温度范围内的每一温度下，只能结晶出一定的固相。随着温度的降低，固相数量增加，同时固相和液相的成分沿着固和液相线连续改变，直至固相成分与原合金成分相同时。固溶体结晶时，始终进行着溶质和溶剂原子的扩散过程，包括固相与液相内部原子扩散，而且包括固相和液相通过界面互扩散。
二、多相平衡的公切线原理
相平衡条件相平衡的条件：两组元在各相中的化学位分别相等。 A = A =…… 在自由能—成分曲线上，表现为各曲线间有公切线。

二元相图相图基本知识

6.2.1 匀晶相图
• １.相图分析 • 由液相结晶出单相固溶体的
过程称为匀晶转变。
L
• 两组元在液态无限溶解，在
固态无限固溶，并且发生匀
晶反应的相图，称为匀晶相
图。
二元相图相图基本知识
匀晶转变动画
相图分析两点：纯组元的熔点；两线：L, S相线；三区：L, α, L+α。
二图元相C图u-相N图i相基本图知识
二元相图相图基本知识
• 固溶体结晶的特点：
• （１）异分结晶 • 固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分不同，这
种结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶称为异分结晶，或称选择结晶。 • （２）固溶体合金的结晶需要在一定的温度范围 • 固溶体合金的结晶需要在一定的温度范围内进行，在此温度范围内的每一温度下，只能结晶出一定数量的固相。 • 随着温度的降低，固相的数量增加，同时固相和液相的成分分别沿着固相线和液相线而连续地改变，直至固相的成分与原合金的成分相同时，才结晶完成。
, wB
RB xB RAxA RB xB
• ②摩尔分数（x）：
xA
wA
/
wA / RA RA wB
/
RB
, xB
wA
/
wB / RB RA wB
/
RB
• 式中：wA、wB分别为A、B组元的质量分数；xA、xB分别
为A、B组元的摩尔分数，RA、RB分别为A、B组元的相对
原子质量。
二元相图相图基本知识
二元相图相图基本知识
• 物质在温度、压力、成分变化时，其状态可以发生改变。 • 相图是描述系统的状态、温度、压力及成份之间关系的一
种图解。 • 因为相图表示的是物质在热力学平衡条件下的情况，所以