包晶相图 PPT
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11
L 匀晶 L多 包晶 L多 匀晶 脱溶 II
12
13
10.5%<Ag<42.4%的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
14
L 匀晶 L多 包晶 多 脱溶 II II
15
16
（4）具有包晶转变的合金的不平衡凝固
Fe2B 910o C
Fe-B相图
24
2 .组元间形成稳定化合物的相图 稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并
在熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物。 Mg-Si相图就是具有稳定化合物的相图，当含Si
36.6%时，Mg-Si形成稳定化合物Mg2Si，其熔点 为1087℃。
L1 L2 557c
22
（4）共析转变相图
由一个一定成分 的固相，在恒温 下同时转变成另 外两个一定成分 的固相的过程， 称为共析转变。
Ti 590o C (Ti)
Fe-Ti相图 23
（5）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，称为包 析转变。
19
偏晶相图
组元的原子体积或熔点差别较大的合金体系中， 合金系在接近结晶温度时，液相不完全互溶，甚至 互不溶解。在形成有限液溶体的合金体系中，结晶 时常常出现百度文库晶反应。 虚线EOD是液相溶解度曲线，
在此曲线以上液相是均一的，在 此曲线以下液相分解成两个液溶 体L1和L2。L1的成分沿OE线变化， L2的成分沿OD线变化。
37
本节要点
概念：包晶转变、共析转变、偏晶转变、 熔晶转变、合晶转变、包析转变
包晶合晶的凝固过程 复杂二元相图的分析
下节内容：包晶相图
38
思考题
1. 和二元共晶转变一样，二元包晶转变也是恒温转 变。 A是 B否
答案：A 二元系的包晶转变是恒温转变。这可以通过相律计算， 此时系统的自由度为0
根据相区接触法则，区别各相区。 找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区
情况确定恒温转变的类型。这是分析相图的关键。 利用相图分析典型合金结晶过程及组织。
33
I. 包晶转变
L
Ⅱ.包晶转变
L
Ⅲ.包晶转变
L
34
Ⅳ.共析转变
Ⅴ.共析转变
Ⅵ.共析转变
Ⅶ.共析转变
35
Ⅷ.包析转变
Ⅸ.包析转变
Ⅹ.熔晶转变
L
Ⅺ. 共晶转变
L
36
应用相图要注意的问题 相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相
对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这 些主要取决于相的特性及形成条件。 相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件 下，合金很少能达到平衡状态。
由液相同时结晶出两个固相的过程称为共晶转变。
1
共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：
Sn<19.2%和Sn>97.5% 的合金可以看作是匀晶合金
共晶合金 亚共晶合金 过共晶合金
2
3
3.6 包晶相图
由一个液相与一个固相 在恒温下生成另一个固 相的转变称为包晶晶转 变。
6
相区 单相区 两相区 三相线
Pt-Ag相图
7
（2）Pt-Ag合金的平衡凝固 含42.4%Ag的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
8
L 匀晶转变 L多 包晶转变 脱溶转变 II
9
10
42.4%<Ag<66.8%的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
39
思考题
2.实际生产中包晶转变难以进行完全的原因是： A 实际生产时金属的冷却速度大； B 包晶转变受固态中原子扩散速度慢的影响； C 包晶转变是恒温转变，实际生产时不能提供恒温条件。
答案：AB 这两条都是在实际生产中包晶转变不能充分进行的原因 。
40
41
包晶反应时原子迁移示意图
17
由于包晶转变时，L和α相中的A、B组元的扩散 都必须通过β相进行，而原子在固相中的扩散速度 很慢，因此包晶转变的速度也相当慢，所以在实 际生产条件下，由于冷却速度较快，原子不能进 行充分扩散，因此包晶转变也不能充分进行。
18
3.7 其他类型的二元相图
1.其他类型的恒温转变相图 (1).偏晶相图
两组元在液态无限溶解， 在固态有限固溶，并且 发生包晶反应的相图， 称为包晶相图。
L
4
(1) 相图分析
Pt-Ag相图 5
点 A点、B点、C点 D点、P点、E点\F
线 ACB线为液相线 APDB线为固相线 CDP线是包晶转变线,PE线为Ag在Pt中的固溶 度曲线 DF线为Pt在Ag中的固溶度曲线
CED---偏晶线，E—偏晶点
偏晶反应：L1E
αC+L2D
20
（2）熔晶转变相图
熔晶转变相图 熔晶转变是一个固 相转变为另一个固 相和一个液相的恒 温转变。
13810C L
Fe-B相图 21
（3）合晶转变相图 由两个一定成分的液相L1和L2，在恒温下转变为一 个一定成分的固相的过程，称为合晶转变。
25
Mg-Si相图
26
27
（3）组元间形成不稳定化合物的相图 不稳定化合物是指两组元形成的没有明显熔点，
并在一定温度就发生分解的化合物。
28
二元系各类恒温转变图型
29
30
31
3.8 二元相图的分析和使用
32
复杂二元相图的分析步骤
对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合 物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简 单相图再进行下一步分析。
L 匀晶 L多 包晶 L多 匀晶 脱溶 II
12
13
10.5%<Ag<42.4%的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
14
L 匀晶 L多 包晶 多 脱溶 II II
15
16
（4）具有包晶转变的合金的不平衡凝固
Fe2B 910o C
Fe-B相图
24
2 .组元间形成稳定化合物的相图 稳定化合物是指两组元形成的具有一定熔点，并
在熔点以下保持固有结构不发生分解的化合物。 Mg-Si相图就是具有稳定化合物的相图，当含Si
36.6%时，Mg-Si形成稳定化合物Mg2Si，其熔点 为1087℃。
L1 L2 557c
22
（4）共析转变相图
由一个一定成分 的固相，在恒温 下同时转变成另 外两个一定成分 的固相的过程， 称为共析转变。
Ti 590o C (Ti)
Fe-Ti相图 23
（5）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，称为包 析转变。
19
偏晶相图
组元的原子体积或熔点差别较大的合金体系中， 合金系在接近结晶温度时，液相不完全互溶，甚至 互不溶解。在形成有限液溶体的合金体系中，结晶 时常常出现百度文库晶反应。 虚线EOD是液相溶解度曲线，
在此曲线以上液相是均一的，在 此曲线以下液相分解成两个液溶 体L1和L2。L1的成分沿OE线变化， L2的成分沿OD线变化。
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本节要点
概念：包晶转变、共析转变、偏晶转变、 熔晶转变、合晶转变、包析转变
包晶合晶的凝固过程 复杂二元相图的分析
下节内容：包晶相图
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思考题
1. 和二元共晶转变一样，二元包晶转变也是恒温转 变。 A是 B否
答案：A 二元系的包晶转变是恒温转变。这可以通过相律计算， 此时系统的自由度为0
根据相区接触法则，区别各相区。 找出恒温转变的水平线，根据水平线周围相邻的相区
情况确定恒温转变的类型。这是分析相图的关键。 利用相图分析典型合金结晶过程及组织。
33
I. 包晶转变
L
Ⅱ.包晶转变
L
Ⅲ.包晶转变
L
34
Ⅳ.共析转变
Ⅴ.共析转变
Ⅵ.共析转变
Ⅶ.共析转变
35
Ⅷ.包析转变
Ⅸ.包析转变
Ⅹ.熔晶转变
L
Ⅺ. 共晶转变
L
36
应用相图要注意的问题 相图只能给出合金在平衡条件下存在的相和相
对量，并不表示相的形状、大小和分布，而这 些主要取决于相的特性及形成条件。 相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件 下，合金很少能达到平衡状态。
由液相同时结晶出两个固相的过程称为共晶转变。
1
共晶系合金一般以共晶点为界进行分类，可以分为：
Sn<19.2%和Sn>97.5% 的合金可以看作是匀晶合金
共晶合金 亚共晶合金 过共晶合金
2
3
3.6 包晶相图
由一个液相与一个固相 在恒温下生成另一个固 相的转变称为包晶晶转 变。
6
相区 单相区 两相区 三相线
Pt-Ag相图
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（2）Pt-Ag合金的平衡凝固 含42.4%Ag的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
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L 匀晶转变 L多 包晶转变 脱溶转变 II
9
10
42.4%<Ag<66.8%的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
39
思考题
2.实际生产中包晶转变难以进行完全的原因是： A 实际生产时金属的冷却速度大； B 包晶转变受固态中原子扩散速度慢的影响； C 包晶转变是恒温转变，实际生产时不能提供恒温条件。
答案：AB 这两条都是在实际生产中包晶转变不能充分进行的原因 。
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包晶反应时原子迁移示意图
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由于包晶转变时，L和α相中的A、B组元的扩散 都必须通过β相进行，而原子在固相中的扩散速度 很慢，因此包晶转变的速度也相当慢，所以在实 际生产条件下，由于冷却速度较快，原子不能进 行充分扩散，因此包晶转变也不能充分进行。
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3.7 其他类型的二元相图
1.其他类型的恒温转变相图 (1).偏晶相图
两组元在液态无限溶解， 在固态有限固溶，并且 发生包晶反应的相图， 称为包晶相图。
L
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(1) 相图分析
Pt-Ag相图 5
点 A点、B点、C点 D点、P点、E点\F
线 ACB线为液相线 APDB线为固相线 CDP线是包晶转变线,PE线为Ag在Pt中的固溶 度曲线 DF线为Pt在Ag中的固溶度曲线
CED---偏晶线，E—偏晶点
偏晶反应：L1E
αC+L2D
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（2）熔晶转变相图
熔晶转变相图 熔晶转变是一个固 相转变为另一个固 相和一个液相的恒 温转变。
13810C L
Fe-B相图 21
（3）合晶转变相图 由两个一定成分的液相L1和L2，在恒温下转变为一 个一定成分的固相的过程，称为合晶转变。
25
Mg-Si相图
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27
（3）组元间形成不稳定化合物的相图 不稳定化合物是指两组元形成的没有明显熔点，
并在一定温度就发生分解的化合物。
28
二元系各类恒温转变图型
29
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31
3.8 二元相图的分析和使用
32
复杂二元相图的分析步骤
对于一个复杂的二元相图，首先看是否有稳定的化合 物，如果有则以稳定化合物为界把相图划分成几个简 单相图再进行下一步分析。