相图分析课件
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L/O/G/O
共晶相图
• 当两组元在液态 下完全互溶，在 固态下有限互溶 ，并发生共晶反 应时所构成的相 图称作共晶相图 Pb 。
成分（wt%Sn）
Sn
Pb-Sn合金相图
L/O/G/O
• ⑴ 相图分析
A
• 相：相图中有L、
B
、三种相。
L/O/G/O
• 相区：相图中有三个单 A
相区： L、、；三个
G 温组织为 + Ⅱ 。
合金的结晶过程
L/O/G/O
• 共晶合金(Ⅱ合金)的结晶过程 液L/态O/G合/O金冷却到E 点时，Pb和Sn同时饱和， 发
生共晶反应：LE ⇄(C+D) 。
1’
19.2
wt%Sn
L/O/G/O
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。
B
两相区： L+、L+、
+ ；一个三相区：即
水平线CED。
L/O/G/O
液固相线：液相线AEB，固相线ACEDB。A、B分
别为Pb、Sn的熔点。
固溶线: 溶解度点
A
的连线称固溶线。
B
相图中的CF、DG线分 别为 Sn在Pb中和 Pb 在 Sn中的固溶线。 固溶体的溶解度随温度 降低而下降。
• 共晶线：水平线CED。 •L在/O/G共/O晶线对应的温度下（183 ℃），E点成分的
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
L/O/G/O
• 温度降到3点以下， 固溶体中的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。
结晶过程中，各相溶质浓度(成分)，各相的含量
室温下两相的相对重量百分比是多少？
Q
E' G , FG
Q
FE' FG
.2
E′
合金的结晶过程
L/O/G/O
• 亚共晶合金(Ⅲ合金)的结晶过程
合L/O金/G/液O 体在2点以前为匀晶转变。冷却到2点，
固相成分变化到C点，液相成分变化到E点。 此时两相的相对重量为：
QL(
QE
)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C2 CE
100%,
区)。
分析方法：可把稳定 化合物当作纯组元看 待，将相图分成几个 部分进行分析。
L+ Mg
室温组织为β + II
(2)PD成分合金：匀晶包晶二次析出。
室L/温O/G组/O织为 +βII+β + II
时间
(3) DC成分合金：匀晶包晶匀晶二次析出。
L/O/G/O
室温组织为β +II。
时间
形成稳定化合物的二元相图 稳L/定O/G化/O合物是指在熔化前不发生分解的化合物
(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C) 。 其成分固定，在相图中是一条垂线(代表一个单相
它们的形态不同，分属不同的组织组成物。
组织组成物：组成合金显微组织的独立部分。
L/O/G/O
3、二元包晶相图
L/O/G/O
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。 在一定温度下，由一个液相包着一个固相生成另 一新固相的反应称包晶转变或包晶反应。
单相区：L、、β
(+) + Ⅱ。
亚共晶合金 的结晶过程
• 过共晶合金结晶过程 与L/O亚/G共/O晶合金相似，不同
的是一次相为 , 二次相 为Ⅱ。 室温组织为Ⅰ+(+)+Ⅱ。
Pb-Sn合金的结晶过程
L/O/G/O
组织组成物之间的差别主要在形态上。如Ⅰ 、 LⅡ/O和/G共/O 晶 的结构成分相同，属同一个相，但
• 代表共晶温度和共 晶成分的点称共晶 点。
具有共晶成分的合金称共晶合金。在共晶线
L/O/G/O
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。
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。
A
L+
B
C
D
合金的结晶过程
L/O/G/O
含L/SO/nG量/O 小于C点合金(Ⅰ合金)的结晶过程在3
L/O/G/O
是多少？？？
随温度下降， 和 相的成分分别沿CF线和DG
L/O/G/O
线变化， Ⅱ的重量增加。
室温下Ⅱ的相对重量百分比为：QⅡ
F 4 100% FG
由于二次 相析出温 度较低， 一般十分 细小。
L/O/G/O
• Ⅰ合金室温组织
为 + Ⅱ 。
A C
F
B
成分大于 D点合金结晶
E
D
过程与Ⅰ合金相似，室
45.4%
Q 100% Q 54.6%
共晶结束后，随温度下降， 和 的成分分别沿 CLF/O线/G和/O 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。
Pb-Sn共晶合金组织
L/O/G/O
合金同时结晶出C点成分的 固溶体和D点成分 的 固溶体，形成这两个相的机械混合物：LE ⇄(C + D)
A
在一定温度下，由一
B
定成分的液相同时结
晶出两个成分和结构
都不相同的新固相的
转变称作共晶转变或
共晶反应。
L/O/G/O
• 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。
Q
2E CE
100%
在L/O2/点G/O，具有E点成分的剩余液体发生共晶反应：
L ⇄( + ) ，QE =QL 反应结束后，在共晶温度下、 两相的相对重
量百分比为：
Q
2D 100%, CD
Q
C 2 100% CD
温度继续下降，将从一次 和 共L/晶O/G/O中析出Ⅱ，从共晶 中
析出Ⅱ。其室温组织为Ⅰ+
L/O/G/O
共晶组织形态
Pb-Sn共晶组织
在共晶转变过程中，L、 L、/O/G/O三相共存, 三个相 的量在不断变化，但各自 成分固定。
C(19.2)
E(61.9)
D(97.5)
共晶组织中的相称共晶相 。
共晶转变结束时， 和 相的相对重量百分比为：
Q
ED 100% CD
97.5 61.9 100% 97.5 19.2
二相区：L+、 L+、+
三相区：L++
（水平线PDC）
L+
+
L
L+
水平线PDC称包晶线。 与L/该O/G线/O成分对应的合金在该温度下发生包晶反应：
LC+P⇄βD 。 该反应是液相L包着固相, 新相 β 在L与α的界 面上形核，并向L和两个方向长大。
合金的结晶过程 (1L/)O包/G晶/O 成分合金：匀晶包晶二次析出。
共晶相图
• 当两组元在液态 下完全互溶，在 固态下有限互溶 ，并发生共晶反 应时所构成的相 图称作共晶相图 Pb 。
成分（wt%Sn）
Sn
Pb-Sn合金相图
L/O/G/O
• ⑴ 相图分析
A
• 相：相图中有L、
B
、三种相。
L/O/G/O
• 相区：相图中有三个单 A
相区： L、、；三个
G 温组织为 + Ⅱ 。
合金的结晶过程
L/O/G/O
• 共晶合金(Ⅱ合金)的结晶过程 液L/态O/G合/O金冷却到E 点时，Pb和Sn同时饱和， 发
生共晶反应：LE ⇄(C+D) 。
1’
19.2
wt%Sn
L/O/G/O
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。
B
两相区： L+、L+、
+ ；一个三相区：即
水平线CED。
L/O/G/O
液固相线：液相线AEB，固相线ACEDB。A、B分
别为Pb、Sn的熔点。
固溶线: 溶解度点
A
的连线称固溶线。
B
相图中的CF、DG线分 别为 Sn在Pb中和 Pb 在 Sn中的固溶线。 固溶体的溶解度随温度 降低而下降。
• 共晶线：水平线CED。 •L在/O/G共/O晶线对应的温度下（183 ℃），E点成分的
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
L/O/G/O
• 温度降到3点以下， 固溶体中的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。
结晶过程中，各相溶质浓度(成分)，各相的含量
室温下两相的相对重量百分比是多少？
Q
E' G , FG
Q
FE' FG
.2
E′
合金的结晶过程
L/O/G/O
• 亚共晶合金(Ⅲ合金)的结晶过程
合L/O金/G/液O 体在2点以前为匀晶转变。冷却到2点，
固相成分变化到C点，液相成分变化到E点。 此时两相的相对重量为：
QL(
QE
)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C2 CE
100%,
区)。
分析方法：可把稳定 化合物当作纯组元看 待，将相图分成几个 部分进行分析。
L+ Mg
室温组织为β + II
(2)PD成分合金：匀晶包晶二次析出。
室L/温O/G组/O织为 +βII+β + II
时间
(3) DC成分合金：匀晶包晶匀晶二次析出。
L/O/G/O
室温组织为β +II。
时间
形成稳定化合物的二元相图 稳L/定O/G化/O合物是指在熔化前不发生分解的化合物
(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C) 。 其成分固定，在相图中是一条垂线(代表一个单相
它们的形态不同，分属不同的组织组成物。
组织组成物：组成合金显微组织的独立部分。
L/O/G/O
3、二元包晶相图
L/O/G/O
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。 在一定温度下，由一个液相包着一个固相生成另 一新固相的反应称包晶转变或包晶反应。
单相区：L、、β
(+) + Ⅱ。
亚共晶合金 的结晶过程
• 过共晶合金结晶过程 与L/O亚/G共/O晶合金相似，不同
的是一次相为 , 二次相 为Ⅱ。 室温组织为Ⅰ+(+)+Ⅱ。
Pb-Sn合金的结晶过程
L/O/G/O
组织组成物之间的差别主要在形态上。如Ⅰ 、 LⅡ/O和/G共/O 晶 的结构成分相同，属同一个相，但
• 代表共晶温度和共 晶成分的点称共晶 点。
具有共晶成分的合金称共晶合金。在共晶线
L/O/G/O
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。
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。
A
L+
B
C
D
合金的结晶过程
L/O/G/O
含L/SO/nG量/O 小于C点合金(Ⅰ合金)的结晶过程在3
L/O/G/O
是多少？？？
随温度下降， 和 相的成分分别沿CF线和DG
L/O/G/O
线变化， Ⅱ的重量增加。
室温下Ⅱ的相对重量百分比为：QⅡ
F 4 100% FG
由于二次 相析出温 度较低， 一般十分 细小。
L/O/G/O
• Ⅰ合金室温组织
为 + Ⅱ 。
A C
F
B
成分大于 D点合金结晶
E
D
过程与Ⅰ合金相似，室
45.4%
Q 100% Q 54.6%
共晶结束后，随温度下降， 和 的成分分别沿 CLF/O线/G和/O 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。
Pb-Sn共晶合金组织
L/O/G/O
合金同时结晶出C点成分的 固溶体和D点成分 的 固溶体，形成这两个相的机械混合物：LE ⇄(C + D)
A
在一定温度下，由一
B
定成分的液相同时结
晶出两个成分和结构
都不相同的新固相的
转变称作共晶转变或
共晶反应。
L/O/G/O
• 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。
Q
2E CE
100%
在L/O2/点G/O，具有E点成分的剩余液体发生共晶反应：
L ⇄( + ) ，QE =QL 反应结束后，在共晶温度下、 两相的相对重
量百分比为：
Q
2D 100%, CD
Q
C 2 100% CD
温度继续下降，将从一次 和 共L/晶O/G/O中析出Ⅱ，从共晶 中
析出Ⅱ。其室温组织为Ⅰ+
L/O/G/O
共晶组织形态
Pb-Sn共晶组织
在共晶转变过程中，L、 L、/O/G/O三相共存, 三个相 的量在不断变化，但各自 成分固定。
C(19.2)
E(61.9)
D(97.5)
共晶组织中的相称共晶相 。
共晶转变结束时， 和 相的相对重量百分比为：
Q
ED 100% CD
97.5 61.9 100% 97.5 19.2
二相区：L+、 L+、+
三相区：L++
（水平线PDC）
L+
+
L
L+
水平线PDC称包晶线。 与L/该O/G线/O成分对应的合金在该温度下发生包晶反应：
LC+P⇄βD 。 该反应是液相L包着固相, 新相 β 在L与α的界 面上形核，并向L和两个方向长大。
合金的结晶过程 (1L/)O包/G晶/O 成分合金：匀晶包晶二次析出。