1、(1)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法第六節(jié) 二元相圖的分析方法 二元相圖中的幾何規(guī)律二元相圖中的幾何規(guī)律 相鄰相區(qū)的相數(shù)差相鄰相區(qū)的相數(shù)差1（點接觸除外）（點接觸除外）相區(qū)接觸相區(qū)接觸法則法則； 三相區(qū)三相區(qū)的形狀是一條的形狀是一條水平線水平線，其上三點是平衡相，其上三點是平衡相的成分點。的成分點。 若兩個三相區(qū)中有若兩個三相區(qū)中有2個相同的相，則兩水平線之個相同的相，則兩水平線之間必是由這兩相組成的兩相區(qū)。間必是由這兩相組成的兩相區(qū)。 單相區(qū)邊界線的延長線應進入相鄰的兩相區(qū)。單相區(qū)邊界線的延長線應進入相鄰的兩相區(qū)。(2)5/19/20221765328

2、944.6.1 復雜二元相圖的分析方法(3)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法L1.4 Al+L99.7L99.24 Al+Pb(4)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法549: Cu+L 547: +L 544: L +397: +L 314: L +Cd(5)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法(6)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法第六節(jié) 二元相圖的分析方法 相圖分析步驟相圖分析步驟 以穩(wěn)定的化合物分割相圖；以穩(wěn)定的化合物分割相圖； 確定各點、線、區(qū)

3、的意義；確定各點、線、區(qū)的意義； 分析具體合金的結(jié)晶過程及其組織變化。分析具體合金的結(jié)晶過程及其組織變化。注：虛線、點劃線的意義尚未準確確定的數(shù)據(jù)、磁注：虛線、點劃線的意義尚未準確確定的數(shù)據(jù)、磁學轉(zhuǎn)變線、有序無序轉(zhuǎn)變線。學轉(zhuǎn)變線、有序無序轉(zhuǎn)變線。(7)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法第六節(jié) 二元相圖的分析方法 分析室溫組織時，從距室溫最近的單相區(qū)開始。分析室溫組織時，從距室溫最近的單相區(qū)開始。例例 緊跟成分變化線不迷路：緊跟成分變化線不迷路： 單相區(qū)成分不變，單相區(qū)成分不變， 兩相區(qū)中兩相成分分別沿該兩相區(qū)左右兩條邊界線變化兩相區(qū)中兩相成分分別沿該兩相區(qū)左

4、右兩條邊界線變化 三相區(qū)三個相成分不變，分別為水平線上三個點對應成分三相區(qū)三個相成分不變，分別為水平線上三個點對應成分 共晶、共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物可作為一個組織組成物，其共晶、共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物可作為一個組織組成物，其形貌及相形貌及相對量對量不再改變（組成相有可能發(fā)生變化）。不再改變（組成相有可能發(fā)生變化）。 86(8)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法第六節(jié) 二元相圖的分析方法(9)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法第六節(jié) 二元相圖的分析方法(10)5/19/20221765328944.6.1 復雜二元相圖的分析方法第六節(jié) 二元相圖

5、的分析方法較快冷卻條件下：較快冷卻條件下：(1)具有勻晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)發(fā)生顯微偏析；具有勻晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)發(fā)生顯微偏析；(2)具有共晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)，成分位于共晶反應線端點以外具有共晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)，成分位于共晶反應線端點以外的會形成少量共晶；非共晶成分會形成全部共晶（偽共的會形成少量共晶；非共晶成分會形成全部共晶（偽共晶）；共晶甚至過共晶（或亞共晶）成分會形成亞共晶晶）；共晶甚至過共晶（或亞共晶）成分會形成亞共晶（或過共晶）。（或過共晶）。(3)具有共析轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)，類似具有共析轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)，類似(2)形成非平衡共析體。形成非平衡共析體。(4)具有包晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)，包晶成分的會出現(xiàn)不完全包晶，具有包晶轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)，

6、包晶成分的會出現(xiàn)不完全包晶，固體相剩余。固體相剩余。非平衡組織：非平衡組織：(11)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.1相圖中的相相圖中的相鐵素體：鐵素體：或或F，高，高溫鐵素體溫鐵素體，bcc奧氏體：奧氏體： 或或A， fcc滲碳體：滲碳體：Fe3C， 正正交晶系交晶系 (12)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.2相圖中的點和線相圖中的點和線 特性點特性點(13)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相

7、圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.2相圖中的點和線相圖中的點和線 等溫轉(zhuǎn)變線等溫轉(zhuǎn)變線v包晶線包晶線HJB：1495 L+ v共晶線共晶線ECF：1148 L +Fe3C 萊氏體萊氏體Ldv共析線共析線PSK: 727 +Fe3C 珠光體珠光體P (14)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法(15)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.2相圖中的點和線相圖中的點和線 三條特性曲線三條特性曲線vGS線：線：A3線，先共析線，先共析鐵素體開始析出線鐵

8、素體開始析出線 A FvES線：線：Acm線，碳在線，碳在A中的溶解度曲線中的溶解度曲線 A Fe3CvPQ線：碳在線：碳在F中的溶解中的溶解度曲線度曲線 F Fe3C (16)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.2相圖中的點和線相圖中的點和線 點：點：16個。個。 線：兩條磁性轉(zhuǎn)變線；線：兩條磁性轉(zhuǎn)變線；三條等溫轉(zhuǎn)變線；其余三條等溫轉(zhuǎn)變線；其余三條線：三條線： GS,ES,PQ。 區(qū)：區(qū)：5個單相區(qū)，個單相區(qū)，7個兩個兩相區(qū)，相區(qū)，3個三相區(qū)。個三相區(qū)。LL+L+ Fe3C+Fe3C+Fe3C L+ L+ (17)

9、5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析 鐵碳合金分類：鐵碳合金分類：(18)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(1)工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵+Fe3C室溫組織：室溫組織： +Fe3C%326. 0%100069. 600218. 0Fe3C的最大含量：(19)5/19/2022176532894+Fe3C4.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的

10、分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(2)共析鋼共析鋼P室溫組織：室溫組織：P(F+Fe3C)(20)5/19/2022176532894+Fe3CP4.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(3)亞共析鋼亞共析鋼室溫組織：室溫組織：F+PF+P(21)5/19/2022176532894+Fe3CPF+P4.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(4)過共析鋼過共析鋼室溫組織：室溫組織：P+ Fe3CP+

11、Fe3C(22)5/19/2022176532894+Fe3CPF+PP+ Fe3C4.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(5) 共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵室溫組織：室溫組織：LdLd(A+Fe3C)Ld(P+Fe3C +Fe3C)(23)5/19/2022176532894+Fe3CPF+PP+ Fe3CLdLd4.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(6) 亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵室溫組織：室溫組織：P+Fe3C +LdP+

12、Fe3C +Ld(24)5/19/2022176532894+Fe3CPF+PP+ Fe3CLdLdP+Fe3C +Ld4.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析(7) 過共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵室溫組織室溫組織: Ld+ Fe3CLd + Fe3C(25)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.3 鐵碳合金結(jié)晶過程分析鐵碳合金結(jié)晶過程分析組織圖：組織圖：Fe3C形態(tài)：形態(tài)：Fe3C： 薄網(wǎng)狀、點狀薄網(wǎng)狀、點狀 Fe3C：網(wǎng)狀：網(wǎng)狀Fe3C

13、：粗大片狀：粗大片狀共析共析Fe3C：層片狀：層片狀 共晶共晶Fe3C：基體：基體(26)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.4 鐵碳合金的組織與力學性能鐵碳合金的組織與力學性能（1）對平衡組織的影響（隨）對平衡組織的影響（隨C%提高）提高）組織：組織：Fe3C LdFe3C； 相：相：減少，減少，F(xiàn)e3C增多；增多；(27)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.4 鐵碳合金的組織與力學性能鐵碳合金的組織與力學性能（2）對力學性能的影響）對力

14、學性能的影響 強度、硬度升高，塑韌性下降。強度、硬度升高，塑韌性下降。(28)5/19/20221765328944.6.2 二元相圖分析實例（鐵碳相圖）第六節(jié) 二元相圖的分析方法4.6.2.4 鐵碳合金的組織與力學性能鐵碳合金的組織與力學性能（3）對工藝性能的影響）對工藝性能的影響 適合鍛造：適合鍛造：C%2.11%，可得到單相組織?？傻玫絾蜗嘟M織。 適合鑄造：適合鑄造：C%4.3%。，流動性好。，流動性好。 適合冷塑變：適合冷塑變：C%0.25%，變形阻力小。，變形阻力小。 適合熱處理：適合熱處理：0.0218%2.11%，有固態(tài)相，有固態(tài)相變。變。 (29)5/19/2022176532

15、8944.6.3 相圖與合金的性能第六節(jié) 二元相圖的分析方法 根據(jù)相圖判斷材料的力學和物理性能根據(jù)相圖判斷材料的力學和物理性能單相固溶體合金：固溶強化單相固溶體合金：固溶強化 理想的變形合金理想的變形合金(30)5/19/20221765328944.6.3 相圖與合金的性能第六節(jié) 二元相圖的分析方法 根據(jù)相圖判斷材料的力學和物理性能根據(jù)相圖判斷材料的力學和物理性能形成兩相混合物的合金，其性能與成分呈線性關系形成兩相混合物的合金，其性能與成分呈線性關系(31)5/19/20221765328944.6.3 相圖與合金的性能第六節(jié) 二元相圖的分析方法根據(jù)相圖判斷材料的工藝根據(jù)相圖判斷材料的工藝性

16、能性能 鑄造性能：根據(jù)液固相線鑄造性能：根據(jù)液固相線之間的距離之間的距離X X越大越大，成分，成分偏析偏析越嚴重越嚴重（因為液固相成分差別大）；（因為液固相成分差別大）； X越大，越大，流動性流動性越差（因為越差（因為枝晶發(fā)達）；枝晶發(fā)達）； X越大，越大，熱裂傾向熱裂傾向越大（因越大（因為液固兩相共存的溫區(qū)大）。為液固兩相共存的溫區(qū)大）。(32)5/19/2022176532894縮孔 熔液澆入錠模后，與型壁接觸的液體先凝固，中心部分的液體則后凝固。由于多數(shù)金屬在凝固時發(fā)生體積收縮(只有少數(shù)金屬如銻、鎵、鉍等在凝固時體積會膨脹)，使鑄錠(件)內(nèi)形成收縮孔洞，或稱縮孔。 縮孔可分為集中縮孔和分散縮孔兩類，分散縮孔又稱疏松。集中縮孔有多種不同形式，如縮管、縮穴，單向收縮等，而疏松也有一般疏