共晶、包晶、共析(课堂课资)45页PPT

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共晶相图及包晶相图(课堂PPT)

α+β；三相共存于PDC线，为L+α+β
• 包晶线与共晶线不同之处在于：共晶线为固相线，线上的合金在共晶温度全部凝固完毕，其组织为两相混合物。包晶线仅有DP为固相线，而DC为液相线。
2.包晶系合金的平衡凝固
① 包晶点合金（42.4%)的平衡凝固 • 冷却曲线： • 结晶和组织转变过程：L→L+α→L+α+β→β→αⅡ+β
发生包晶反应：LC+αP =βD为恒温反应
匀晶反应＋包晶反应＋脱溶转变 • 室温组织：αⅡ+β, αⅡ、β的相对量可通过杠杆法则求出。
•线
– tAEtB线为液相线 – tAMENtB线为固相线 – MEN线是共晶转变线 – MF线为Sn在Pb中的固溶度曲线 – NG线为Pb在Sn中的固溶度曲线
• 相区
– 单相区 – 两相区
2.共晶系合金的平衡凝固
根据相变特点和组织特征将共晶系合金分为了四类：端部固溶体合金、亚共晶合金、过共晶合金、共晶合金。
时结晶出两种不同固相的转变。即：L→α+β
具有共晶转变的相图称为共晶相图。所得到两固相的混合物称为共晶组织。
共晶体的结构
共晶相图
•由液相同时结晶出两个固相的过程称为共晶转变。
L
•两组元在液态无限溶解，在固态有限固溶，并且发生共晶反应的相图，称为共晶相图。
（1）相图分析
•点
– tA、tB、E – M、N、F、G
• 类合金的冷却曲线类似于亚共晶合金
• 其结晶过程组织变化类似于亚共晶合金.
• 结晶过程： L→L+β→L+β+(α+β) 共 → β+(α+β) 共 → β+αⅡ +(α+β)共

7-二元合金相图PPT模板

示例现以Cu-Ni二元合金相图为例进行分析。
如左图所示，A点为Cu的熔点（1 083℃），B点为Ni的熔点（1 455℃），该相图上面一条是液相线，下面一条是固相线，液相线和固相线把相图分成三个区域，即液相区L、固相区α及液固两相区L＋α。
Cu-Ni合金相图及结晶过程示意图
示例现以Cu-Ni二元合金相图为例进行分析。
金属材料与热处理
合金的结晶过程较为复杂，通常运用合金相图来分析合金的结晶过程。
相图是表示合金系在平衡条件下，在不同温度、成分下各相关系的图解，又称为平衡图或状态图。
利用相图，可知各种成分的合金在不同温度的组织状态及一定温度下发生的结晶和相变，了解不同成分的合金在不同温度下的相组成及相对含量，了解合金在加热和冷却过程中可能发生的转变。
2.铁碳合金中的相
铁素体
碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F或α表示。
奥氏体
碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A或γ表示。
铁素体仍保持α-Fe的体心立方晶格。铁素体中碳的溶解度极小，室温时约为0.000 8%，在727℃时碳的溶解度最大，仅为0.021 8%。铁素体的力学性能与工业纯铁相似，即塑性、韧性较好，强度、硬度较低。
45钢室温下的显微组织如下图所示。
亚共析钢结晶过程示意图
如左图所示， F呈白色块状，P 呈层片状，放大倍数不高时呈黑色块状。所有亚共析钢的室温组织都是F ＋P，只是随碳含量的增加，P越来越多，F越来越少。
过共析钢
1点以上
1～2点
2～3点
3～4点
过共析钢结晶过程示意图
4点～室温
如上图所示，当温度降到1点时，开始从液相中析出A，降到2点时液相全部结晶为A。温度降至3点时，开始从A中析出二次渗碳体（Fe3CⅡ）。温度继续降低，Fe3CⅡ的量不断增多，并呈网状沿奥氏体晶界分布。剩余A的成分沿ES线变化，冷却至4点时，其中碳的质量分数达到共析成分，发生共析反应，转变为P。继续冷却，合金组织不变。

共晶包晶共析44页PPT

END
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力量泉源之一，也是成功的利器之一。没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中，徒劳无功。- -查士德斐尔爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯潘。

3.4 包晶相图[课堂课资]

36包晶相图5ptag相图1相图分析6?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中的固溶度曲线中的固溶度曲线?df线为pt在ag中的固溶度曲线7?相区?单相区?两相区?三相线ptag相图82ptag合金的平衡凝固ptag相图?含424ag的ptag合金9iill????????????脱溶转变包晶转变多匀晶转变1011?424ag668的ptag合金ptag相图12iilll????????????脱溶匀晶多包晶多匀晶1314?105ag424的ptag合金ptag相图15iiiill?????????脱溶多包晶多匀晶1617包晶反应时原子迁移示意图4具有包晶转变的合金的不平衡凝固18?由于包晶转变时l和相中的ab组元的扩散都必须通过组元的扩散都必须通过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
精制知识
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。
精制知识
18
3.7 其他类型的二元相图
1.其他类型的恒温转变相图
精制知识
11
L 匀晶 L多包晶 L多匀晶脱溶 II
精制知识
12
精制知识
13
10.5%<Ag<42.4%的Pt-Ag合金
Pt-Ag相图
精制知识
14
L 匀晶 L多包晶多脱溶 II II
精制知识
15
精制知识

共晶、包晶、共析ppt课件

形态不同，分属不同的组织组成物。
将组织组成物标注在相图中，可使所标注的组织与显微镜下观察到的组织一致。
Pb-Sn亚共晶组织
21
组织组成物在相图上的标注
22
3、二元包晶相图
当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶，并发生包晶反应时所构成的相图称作包晶相图。
以Pt-Ag相图为例简要分析
⑴ 相图分析
实际二元相图往往比较复杂，可按下列步骤进行分析。 ⒈ 分清相图中包括哪些基本类型相图
⒉ 确定相区
⑴ 相区接触法则
相邻两个相区的相数差为1
⑵ 单相区的确定
① 液相线以上为液相区；
Fe- Fe3C相图
31
② 靠纯组元的封闭区是以该组元为单相固溶体区；
③相图中每一条水平线必定与三个单相区点接触。
Q 100% Q 54.6%
10
共晶结束后，随温度下降，和的成分分别沿CF线
和DG线变化，并从共晶中析出Ⅱ ，从共晶中析出Ⅱ ，由于共晶组织细， Ⅱ与共晶结合， Ⅱ与共晶结合，共晶合金的室温组织仍为 ( + ) 共晶体。
室温下两相的相对重量百分比是多少？
Q
E' G , FG
35
②由一个相区进入另一相区时, 冷却曲线出现拐点: a. 由相数少的相区进入相数多的相区曲线向右拐;
b. 由相数多的相区进入相数少的相区曲线向左拐。
③ 发生三等温转变时，冷却曲线呈一水平台阶。
36
⑵ 分析合金结晶过程 ① 画出组织转变示意图。 ② 计算各相、
各组织组成物相对重量百分比：
晶点以右的合
金称过共晶合
A
金。凡具有共晶线
成分的合金液

共晶包晶相图PPT课件

t3温度以下： Ⅱ(脱溶转变)
室温组织： +Ⅱ
.
13
合金Ⅰ的平衡结晶过程
.
14
合金Ⅰ的平衡结晶过程
.
15
400
T
327.5
A L
300
T/℃
Ⅰ
L+
200 M 19
183
61.9 E
t1
t1'
L +
( +)
100
+
+ L
0F
P0b 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
5694从自由能一成分曲线可知在两个极小值之间为热力学不稳定区该任一成分的固溶体相都会分解成为两个成分对应于两个极小值的相但是在拐点迹线内外的溶混间隙区分解方式是不同的拐点迹线内自发地分离自发地分离成为两种成分不同的液相拐点迹线外需克服新相形成的能垒先形核然后长大
7.3.2共晶相图及其合金的凝固
.
拐点迹线内自发地分离成为两种成分不同的液相，
拐点迹线外需克服新相形成的能垒，先形核然后长大。
.
57
.
58
.
59
7.3.5. 其他类型的二元相图
1. 具有化合物的二元相图 2. 具有偏晶转变的相图 3. 具有合晶转变的相图 4. 具有熔晶转变的相图 5. 具有固态转变的二元相图
.
60
1. 具有化合物的二元相图
L
D'
L
L
+ Ⅱ
t/s
45
只有P点成分的合金才能在包晶反应后得到100％的β相，P 点左侧会有α相剩余，P点右侧会有L相剩余。
Sb（锑）-16%Fe合金包晶组织

包晶反应及其结晶过程课件

相区：L、L+、L+、、
、 +
PPT学习交流
包晶点成分的结晶过程
2
包晶点成分的结晶过程
室温组织为
PPT学习交流
3
• 成分在d~p之间的结晶过
程
• 成分在p~b之间的结晶过
程
• 室温组织（ d~p之间）：
+Ⅱ+Ⅱ
• p~b之间：+Ⅱ
PPT学习交流
共析反应
4
共析反应
• 定义：一定成分的固相在某一恒温下分解成两个成分与结构均不同的固相的反应
d c e
共析点：d
共析线: cde
PPT学习交具流有共析反应的二元合金相图
5
具有共析反应的二元合金相图
共析点共析线简述结晶过程
P二PT元学习系交流各类恒温转变、反应类型和相图特征
6
二元系各类恒温转变、反应类型和相图特征
PPT学习交流
关合系金
的使用性能与相图的
7
合金的使用性能与相图的关系
• 根据上述规律和热力学基本原理可以绘制一些二元相图或判别二元相图的正确性
PPT学习交流
指出下列相图中的错误之处
10
指出下列相图中的错误之处
PPT学习交流
11
复杂相图分析
• 稳定中间相可把相图分成几个部分 • 根据标注的单相区，根据相接触原则填写空白相
区 • 利用典型成分分析合金的结晶过程和组织转变，
• 相区接触法则：两个单相区之间，必有一个由这两个相所组成的两相区，两个单相区不能以一条线分开；两个两相区以单相区或三相区（水平线）隔开。
• 二元相图中的三相平衡区必定是一条等温水平线，一般发生恒温反应（自由度为零）。在这条水平线上，存在三个表示各平衡相的成分点（即单相区与水平线的接触点），其中两点位于水平线的两端。每条水平线上、下方必和三个两相区连接

共晶相图及其结晶.ppt

4
第六节包晶相图及其合金的结晶
(19)
• 包晶转变：一定温度下，由特定成分的固相与确定成分的液相发生反应生成另一种特定成分的固相的转变。 • 包晶相图：两组元液态无限互溶，固态有限互溶并具有包晶转变的相图。 • 图形特点：
L β Lp+αc = βD 一、相图分析点：线：区：
1 2 3 5
第五节共晶相图及其合金的结晶
1
2
3
5
6
7
8
9
2019/4/24
4
一、相图分析
液相线: AEB ；固相线: ACEDB 固溶体溶解度线： FC, GD 共晶线： CED 水平线；共晶点：E 点
A
(2) B
C
E
D
F
G
相区：单相区：L、α、β 两相区： L+α、L+β、α+β 三相区： L+α+β 共晶转变式： LE αM + βN
(11)
1
2
3
5
6
7
8
9
2019/4/24
4
(12)
（一）粗糙-粗糙界面（金属-金属型）共晶 • 类型：金属-金属共晶、金属-金属间化合物共晶 • 特点：形态简单规则 • 形成机理：两相交替形核长大 • 片层厚度：相邻两相单片厚度之和。过冷度大，R大，层片薄。
kR

1 2
• 形态：取决于两相的体积分数和相界面的比界面能。一相的体积分数小于30%，且比界面能较高时，易形成棒状共晶。一相的体积分数在30%~50%时，利于形成层片状。
1
2
3
5
6
7

第四-五节--二元共晶包晶相图剖析资料讲解

3 共晶组织及其形成机理（2）粗糙－平滑界面：
金属-非金属型具有不规则或复杂组织形态.
3 共晶组织及其形成机理（2）平滑－平滑界面：
非金属-非金属型一般认为具有不规则或复杂组织形态.
3 共晶组织及其形成机理（4）初生晶的形态：
金属固溶体：粗糙界面－树枝状；非金属相：平滑界面－规则多面体。
(
) 共晶
M2 ME
72 G
4.87 %
初
2E ME
N
22 .87 %
组织组成物与组织图
相组成物相对量的计算：杠杆定律。两相组成物的相对含量：（以Wsn=0.5的合金为例）相组成物：α＋β
2 N 60 .51 %
MN
M 2 39 .49 %
第四-五节--二元共晶包晶相图剖析
共晶转变：由一定成分的液相同时结晶出两个一定成分固相的转变（Pb-Sn, Al-Si, Al-Cu, Mg-Si, Al-Mg)
共晶相图：具有共晶转变特征的相图；特点：液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且
发生共晶反应。共晶组织：共晶转变产物（是两相混合物）。
例如：亚共晶合金(Wsn=0.3）室温组织:α初, βⅡ, (α＋β)共晶相组成：α，β
α初晶
(α＋β)共晶
βⅡ
组织组成物与组织图
组织图：用组织组成物填写的相图。
组织组成物与组织图
组织组成物相对量的计算：杠杆定律。组织组成物的相对含量：（以Wsn=0.5的合金为例）组织组成物：α初 + βⅡ+(α＋β)共晶
成分互惠－交替形核片间搭桥－促进生长
两相交替分布（共晶组织）
3 共晶组织及其形成机理
（2）粗糙－平滑界面：

7共晶相图及共晶系合金的凝固和组织 ppt课件

TE：LE→共晶（αC＋βD）， TE以下：析出次晶
形核中心
一般铸造的共晶组织
2020/12/12
定向凝固层片状共晶 Ag-Cu共晶：
两相交替排列，组织较细密
11
初晶形态:取决于初晶相的固/液界面微观结构
Pb-70Sn的显微组织，500x
过共过晶共Pb晶-SPbb的-S显b的微显组微织组织
1．粗糙界面：一般呈树枝状，显微组织中表现为各分枝的截面，呈不连续不规则的椭圆形，试样表面恰好通过枝晶主轴时，显示出完整的枝晶形貌，Ag-Cu合金α和β初晶皆呈树枝状
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
相区
单相区：自由度ƒ=2 两相区：两相平衡，ƒ=1，温度和两相的成分固定一个参数，其它两
个随之就固定不变，如T0温度α和β相的成分分别为k和h 三相区：为一条水平线
T3，α和β的成分分别为F和G，相组成物的量发生变化，但组织组成物的特征保持原样
2020/12/12
初晶β
共晶
9
x3亚共晶合金凝固过程及其组织
T1~T2:L→α初， T2：L→共晶（α+β）， T2~T3：析出次晶，可忽略不计。
2020/12/12
初晶α
共晶（α+β）
10
x4共晶合金凝固过程及其组织
工业中最普遍的共晶型合金有铸铁和铝硅系铸造合金，以及各种焊料合金
2020/12/12
13
Pb－Sn共晶系合金平衡凝固
I合金（Pb－10％Sn）组织：α+βII

匀晶相图、共晶相图、包晶相图

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。
2、相图分析
1717820A0
1600
1400
温度
1200
1000
800
600
400
0E
Pt
点：D
L
C 1186
D
10.5
42.4
+
Ma/Mb =(Cb-C)/（C-Ca）
1000
若M=Ma+ Mb为已知量，那么， 900
两相的绝对含量为：
800 0
Ca
Cb
20
40 C
60
80
100
Ma=(Cb-C) /（Cb-Ca）
Ni
W (%)
Cu
Cu
Mb=(C-Ca) /（Cb-Ca）
Ca
C
Cb
Ma
Mb
三、平衡结晶与非平衡结晶
平衡结晶：在结晶过程中，原子的扩散在固
后结晶出来的，含A元素少
先结晶出来的，含A元素多
富Cu 相富Ni 相
Cu-Ni合金晶内偏析的组织
非平衡结晶
晶内偏析
1500
L
1400
塑性、韧性下降，易引起 1300
晶内腐蚀，热加工困难
1200
+ L
1100
扩散退火
1000
900
800 0 Ni
加热温度范围
20
40
60
80
100
W (%)
Cu
+ Ⅱ
G
30 40 50 60 70 80 90 100

何谓匀晶转变,共晶转变,包晶转变,共析转变

何谓匀晶转变,共晶转变,包晶转变,共析转变晶体转变是晶体生长和制备过程中 happen易发生的一种变化现象。

几种转变有：共晶转变、包晶转变和共析转变。

一、共晶转变共晶转变是指在一定条件下晶体的晶粒之间，同时发生多个晶体的连接，形成一个大的晶体体系。

是晶体成长和发展过程中重要的变化过程之一，是晶体的物理性质的重要改变。

共晶转变是一种自然的物理过程，其一般表现形式是原子之间彼此连接，形成若干晶体晶格，这种性质变化通常被称为“共晶转变”。

当一定条件下原有晶体晶格，由于添加新元素，原有晶粒被连接渗透，连接晶体重新形成一个新晶体体系，以满足共晶转变过程要求。

共晶态转变对于研究晶体单体是一种重要工具，它可以显示出晶体单体的物理性质，比如晶体的非共晶过程可显示晶体结构的稳定性，不同的构造可使晶胞的体积发生显著变化，从而影响晶体增长，或者影响晶体和原子之间的协同性。

二、包晶转变包晶转变是指晶体晶粒间，某些晶粒中游离的原子被另一被晶粒朝向，以及晶粒背面发生反应，从而产生大的晶体晶格。

是一种自然的物理过程，发生的结果是晶体的晶格结构可从包晶转变物质中准确获得。

包晶转变发生的典型情况是，晶体晶格内未参加连接的原子微粒被其他晶粒的晶格电势朝向，然后被连接，从而改变了原晶格的稳定性，重新形成一个新的晶体晶格，从而形成一个新的大的晶体体系。

包晶转变可以发生在任何一种晶体中，但是一般需要一定的温度和压强条件，同时还需要物质的平衡状态，以及足够的临界能来形成新的大晶格。

包晶状态的几何结构一般是特定的，它可以用来研究晶体的物理性质，例如熔融点、晶胞维吉尔数和晶体容量等等。

三、共析转变共析转变是另一种晶体变化现象，其意思是晶体晶格发生分裂，形成新晶体晶格和新晶体体系。

它是一种特殊的物理过程，发生时晶体化合物可以被分解成几种不同的原子或分子，当某些原子或分子存在时，另一被晶体晶格发生分裂，新的晶体晶格被形成，从而改变原本的晶体特性，形成新的晶体体系。

包晶反应及其结晶过程ppt课件

d c e
共析点：d
共析线: cde
最新课件具有共析反应的二元合金相图
5
具有共析反应的二元合金相图
共析点共析线简述结晶过程
二最元新课系件各类恒温转变、反应类型和相图特征6
二元系各类恒温转变、反应类型和相图特征
最新课件
合金的使用性能与相图的关系
7
合金的使用性能与相图的关系
指出下列相图中的错误之处 10
指出下列相图中的错误之处
最新课件
11
复杂相图分析
稳定中间相可把相图分成几个部分根据标注的单相区，根据相接触原则填写
空白相区利用典型成分分析合金的结晶过程和组织
转变，并利用杠杆定律分析各相相对量
最新课件
复杂相图举例
12
复杂相图举例
ξ
Ⅷ Ⅸ
七个单相区：、、、、、、
相区：L、L+、L+、、
、 +
最新课件
包晶点成分的结晶过程
2
包晶点成分的结晶过程
室温组织为
最新课件
3
成分在d~p之间的结晶过
程
成分在p~b之间的结晶过程Βιβλιοθήκη 室温组织（ d~p之间）：
++Ⅱ+Ⅱ
p~b之间：+Ⅱ
最新课件
共析反应 4
共析反应
定义：一定成分的固相在某一恒温下分解成两个成分与结构均不同的固相的反应
根据相图判断材料的力学性能和物理性能
最新课件
判断合金的工艺性能
8
根据相图判断合金的工艺性能
铸造性能：结晶的温度间隔和成分间隔越大，流动性越差；铸造合金一般选用近共晶成分的合金

匀晶共晶包晶

固相线下方为固相区，用α表示
A点为铜的熔点 B点为镍的熔点
液相线
铜-镍合金匀晶相图
液相区
T,C 1500 1400 1300 1200 1100 1083 1000 纯铜熔点
L
1455 L+
纯镍熔点

100
固相线
Ni
Cu
固相区 20 40 60 Ni% 80
液固两相区
2、匀晶合金的结晶过程分析
平衡条件下，合金的相状态与温度、成份间关系的图形。
简化的Fe - Fe3C 相图
T° A
匀晶相图 L+A
L
1148℃
C
共晶相图
D
L+ Fe3CⅠ F Ld+Fe3CⅠ 727℃ K Ld’+Fe3CⅠ 6.69%C Fe3C
A 912℃ G 共析相图
E A+ Fe3CⅡ
( A+Fe3C )
Ld
A+Ld+Fe3CⅡ P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’ ( P+Fe3C ) 4.3%C
L+
L
L+

Sn
固溶线固溶线
+
Sn%
共晶转变分析
T,C

Pb
L+
c
L
d
L+
e

共晶反应线表示从c点到e点范围的合金，在该温度上都要发生不同程度上的共晶反应。
+
Ld c
f
+
共晶点表示d点成分的合 Sn 金冷却到此温度 g 上发生完全的共 e 晶转变。

L+