材料成型基础教学
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相组成物计算
例如：30%的亚共晶合金在183ºC共晶转变结束后， 相组成物α相和β相的含量分别为：
Wα=（2N/MN）*100% =（97.5-30）/(97.5-19)*100%=86%
Wβ=（M2/MN）*100% =（30-19）/(97.5-19)*100%=14%
第13页/共20页
• 共晶转变同样要经过形核与长大的过程。 • 两相中首先形核的相叫领先相。 • 两个相的片分别相互联系，以“搭桥”方式形成。
第6页/共20页
共晶合金的显微组织
• 组织形态有:
层片状、 棒状、 球状、 针片状、 螺旋状、 蛛网状、 放射状 。
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亚共晶合金平衡结晶过程及组织
3 亚共晶合金(Ⅲ)
• 室温下两相的相对量可
由杠杆定律求出。 Wα =(4G/FG)*100% WβⅡ=(F4/FG)*100%
第3页/共20页
共晶合金的平衡结晶过程及组织
• 2 共晶合金(Ⅱ)：Wsn61.9%
第4页/共20页
共晶合金的平衡结晶过程及组织
• 在183ºC发生共晶转变， LE——αM +βN
转变结束后, 可求出αM 、 βN 两相的含量。 WαM=（EN/MN）*100%
第18页/共20页
Al-Cu相图、离异共晶
第19页/共20页
Fe-S相图
第20页/共20页
=（（97.5-61.9）/(97.5-19)）*100%=45.4% WβN=ME/MN*100%
=（（61.9-19）/(97.5-19)）*100%=54.6%
• 继续冷却, 析出的次生相βⅡ和αⅡ,常与共晶组织中的
同类相混在一起, 显Fra Baidu bibliotek镜下难以分辨。
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共晶合金的平衡结晶过程及组织
继续冷却,只有从先共晶α相中析出的βⅡ可能观察到。
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亚共晶合金平衡结晶过程及组织
3 亚共晶合金(Ⅲ)
• 先共晶相形态:
固溶体， 呈树枝状，图3.31； 亚金属和非金属或化合物，有较规则外形（如过共晶）。
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过共晶合金
• 4 过共晶合金(Ⅳ)
过共晶合金的平衡结晶过 程与亚共晶合金相似，所 不同的是先共晶相不是α 而是β。
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亚共晶合金平衡结晶过程及组织
3 亚共晶合金(Ⅲ)
• 两相的含量：
Wα=(E2/ME)*100% =（（61.9-50）/（61.9-19）)*100% =27.8%
WL =(M2/ME)*100% =(（50-19）/（61.9-19）)*100% =72.2%
• 在183ºC发生共晶转变， LE——αM +βN • 共晶转变前形成的α初晶又称先共晶相。
图 3.34 是 Wsn70% 的 合 金 Ⅳ 的显微组织，图中亮白色 卵形部分为β初晶，其余 为共晶组织。
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组织组成物、相组成物
• 组织组成物——组成显微组织的独立部分，
如α、β、αⅡ、βⅡ、及(α+β)。
• 相组成物——组成合金的相，有α、β 。 • 二者都可以用杠杆定律来计算。
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组织组成物、相组成物在相图中的表示
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三、不平衡结晶及组织
结晶过程和显微 组织与平衡态发生了 偏离。 1 伪共晶
• 非共晶成分的合金
得到共晶组织称为伪 共晶。
• 伪共晶区—形成全
部共晶组织的成分和 温度范围，如图。
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三、不平衡结晶及组织
• 伪共晶区的形状有两类：
3.3共晶相图及其合金的结晶
• 这种在一定温度下, 由一定成分的液相同时结晶出两个
成分一定的固相的转变过程, 称为共晶转变或共晶反应。
• 共晶转变的产物为两个相的混合物, 称为共晶组织。 • 图中有共晶线、共晶点、共晶温度，可以反映出共晶合
金、亚共晶合金和过共晶合金的结晶过程。
• 通过三条连接线ME、E第N1、页/M共N2,0页可计算平衡相的含量。
二 典型合金的平衡结晶过程及组织
• 1.含锡量小于Wsn19%d的合金(Ⅰ)
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二 典型合金的平衡结晶过程及组织
• 脱溶、二次结晶：
由固溶体中析出另一个 固相的过程。析出的相 称次生相或二次相，以 βⅡ表示。
• 图3.24为合金Ⅰ的显微
组 织 ， βⅡ 分 布 在 α 相 的晶界上,或在α相晶粒 内析出。
组织组成物计算
例如：30%的亚共晶合金在183ºC共晶转变结束后， 先共晶α相和共晶组织(α+β)的含量分别为：
Wα＝（2E/ME）*100% =（61.9-30）/(61.9-19)*100%=74.4%
W(α+β）=（2M/ME）*100% =（30-19）/(61.9-19)*100%=25.6%
（1）相对于共晶点近乎对称地扩大； （2）偏向一边歪斜地扩大。
• 形状主要取决于共晶组织中两个相单独生长时的
长大速度和过冷度的关系 。
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三、不平衡结晶及组织
2 离异共晶 这种两相分离的共晶称离异共晶。
• 条件: 先共晶数量较多而共晶组织甚少。 • 两种情况：平衡结晶、不平衡结晶。 • 可能给性能带来不良影响 。
相组成物计算
例如：30%的亚共晶合金在183ºC共晶转变结束后， 相组成物α相和β相的含量分别为：
Wα=（2N/MN）*100% =（97.5-30）/(97.5-19)*100%=86%
Wβ=（M2/MN）*100% =（30-19）/(97.5-19)*100%=14%
第13页/共20页
• 共晶转变同样要经过形核与长大的过程。 • 两相中首先形核的相叫领先相。 • 两个相的片分别相互联系，以“搭桥”方式形成。
第6页/共20页
共晶合金的显微组织
• 组织形态有:
层片状、 棒状、 球状、 针片状、 螺旋状、 蛛网状、 放射状 。
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亚共晶合金平衡结晶过程及组织
3 亚共晶合金(Ⅲ)
• 室温下两相的相对量可
由杠杆定律求出。 Wα =(4G/FG)*100% WβⅡ=(F4/FG)*100%
第3页/共20页
共晶合金的平衡结晶过程及组织
• 2 共晶合金(Ⅱ)：Wsn61.9%
第4页/共20页
共晶合金的平衡结晶过程及组织
• 在183ºC发生共晶转变， LE——αM +βN
转变结束后, 可求出αM 、 βN 两相的含量。 WαM=（EN/MN）*100%
第18页/共20页
Al-Cu相图、离异共晶
第19页/共20页
Fe-S相图
第20页/共20页
=（（97.5-61.9）/(97.5-19)）*100%=45.4% WβN=ME/MN*100%
=（（61.9-19）/(97.5-19)）*100%=54.6%
• 继续冷却, 析出的次生相βⅡ和αⅡ,常与共晶组织中的
同类相混在一起, 显Fra Baidu bibliotek镜下难以分辨。
第5页/共20页
共晶合金的平衡结晶过程及组织
继续冷却,只有从先共晶α相中析出的βⅡ可能观察到。
第9页/共20页
亚共晶合金平衡结晶过程及组织
3 亚共晶合金(Ⅲ)
• 先共晶相形态:
固溶体， 呈树枝状，图3.31； 亚金属和非金属或化合物，有较规则外形（如过共晶）。
第10页/共20页
过共晶合金
• 4 过共晶合金(Ⅳ)
过共晶合金的平衡结晶过 程与亚共晶合金相似，所 不同的是先共晶相不是α 而是β。
第8页/共20页
亚共晶合金平衡结晶过程及组织
3 亚共晶合金(Ⅲ)
• 两相的含量：
Wα=(E2/ME)*100% =（（61.9-50）/（61.9-19）)*100% =27.8%
WL =(M2/ME)*100% =(（50-19）/（61.9-19）)*100% =72.2%
• 在183ºC发生共晶转变， LE——αM +βN • 共晶转变前形成的α初晶又称先共晶相。
图 3.34 是 Wsn70% 的 合 金 Ⅳ 的显微组织，图中亮白色 卵形部分为β初晶，其余 为共晶组织。
第11页/共20页
组织组成物、相组成物
• 组织组成物——组成显微组织的独立部分，
如α、β、αⅡ、βⅡ、及(α+β)。
• 相组成物——组成合金的相，有α、β 。 • 二者都可以用杠杆定律来计算。
第14页/共20页
组织组成物、相组成物在相图中的表示
第15页/共20页
三、不平衡结晶及组织
结晶过程和显微 组织与平衡态发生了 偏离。 1 伪共晶
• 非共晶成分的合金
得到共晶组织称为伪 共晶。
• 伪共晶区—形成全
部共晶组织的成分和 温度范围，如图。
第16页/共20页
三、不平衡结晶及组织
• 伪共晶区的形状有两类：
3.3共晶相图及其合金的结晶
• 这种在一定温度下, 由一定成分的液相同时结晶出两个
成分一定的固相的转变过程, 称为共晶转变或共晶反应。
• 共晶转变的产物为两个相的混合物, 称为共晶组织。 • 图中有共晶线、共晶点、共晶温度，可以反映出共晶合
金、亚共晶合金和过共晶合金的结晶过程。
• 通过三条连接线ME、E第N1、页/M共N2,0页可计算平衡相的含量。
二 典型合金的平衡结晶过程及组织
• 1.含锡量小于Wsn19%d的合金(Ⅰ)
第2页/共20页
二 典型合金的平衡结晶过程及组织
• 脱溶、二次结晶：
由固溶体中析出另一个 固相的过程。析出的相 称次生相或二次相，以 βⅡ表示。
• 图3.24为合金Ⅰ的显微
组 织 ， βⅡ 分 布 在 α 相 的晶界上,或在α相晶粒 内析出。
组织组成物计算
例如：30%的亚共晶合金在183ºC共晶转变结束后， 先共晶α相和共晶组织(α+β)的含量分别为：
Wα＝（2E/ME）*100% =（61.9-30）/(61.9-19)*100%=74.4%
W(α+β）=（2M/ME）*100% =（30-19）/(61.9-19)*100%=25.6%
（1）相对于共晶点近乎对称地扩大； （2）偏向一边歪斜地扩大。
• 形状主要取决于共晶组织中两个相单独生长时的
长大速度和过冷度的关系 。
第17页/共20页
三、不平衡结晶及组织
2 离异共晶 这种两相分离的共晶称离异共晶。
• 条件: 先共晶数量较多而共晶组织甚少。 • 两种情况：平衡结晶、不平衡结晶。 • 可能给性能带来不良影响 。