第一節(jié)合金的晶體結(jié)構(gòu)第二節(jié)合金的結(jié)晶第三節(jié)二元合金相圖第四節(jié)合金的性能與相圖之間的關(guān)系第三章合金的晶體結(jié)構(gòu)與相圖(P28)現(xiàn)在是1頁\一共有97頁\編輯于星期一第一節(jié)合金的晶體結(jié)構(gòu)一﹑基本概念1﹑合金：是指由兩種或兩種以上元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。組成合金的元素可以全部是金屬，也可是金屬與非金屬。

2﹑組元：組成合金的最基本的、獨(dú)立的物質(zhì)?？梢允腔瘜W(xué)元素，或者是穩(wěn)定的化合物,如Fe3C。

根據(jù)組成合金組元數(shù)目的多少，合金可以分為二元合金、三元合金和多元合金?，F(xiàn)在是2頁\一共有97頁\編輯于星期一一﹑基本概念3﹑合金系：有若干給定組元按不同比例配出一系列成分不同的合金，這一系列合金構(gòu)成的一個(gè)合金系統(tǒng)。如黃銅是銅與鋅組成的二元合金系。組成合金的元素相互作用可形成不同的相。4﹑相：是指金屬或合金中凡化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同，并與其它部分有界面分開的均勻組成部分。液態(tài)物質(zhì)為液相，固態(tài)物質(zhì)為固相。第一節(jié)合金的晶體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是3頁\一共有97頁\編輯于星期一合金中相與相之間有明顯的界面。液態(tài)合金通常都為單相液體。固態(tài)下，由一個(gè)固相組成時(shí)稱為單相合金，由兩個(gè)以上固相組成時(shí)稱為多相合金。一﹑基本概念5.顯微組織：實(shí)質(zhì)上是指在顯微鏡下觀察到的金屬中各相或各晶粒的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布的組合。

（組織反映材料的相組成，相形態(tài)，大小和分布狀況，因此組織是決定材料最終性能的關(guān)鍵）單相合金兩相合金現(xiàn)在是4頁\一共有97頁\編輯于星期一二﹑合金的相結(jié)構(gòu)合金的相結(jié)構(gòu)：是指合金組織中相的晶體結(jié)構(gòu)。（不同的相原子排列方式是不同的）根據(jù)組元相互作用不同，固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)可分為三大類：1.固溶體

2.金屬化合物

3.機(jī)械混合物第一節(jié)合金的晶體結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是5頁\一共有97頁\編輯于星期一1.固溶體①固溶體：合金組元通過溶解（液態(tài)和固態(tài)都相互溶解）形成一種成分和性能均勻的﹑且結(jié)構(gòu)與組元之一相同的固相。②溶劑：與固溶體晶格相同的組元，一般在合金中含量較多。③溶質(zhì)：以原子狀態(tài)分布在溶劑晶格中，一般含量較少。二﹑合金的相結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是6頁\一共有97頁\編輯于星期一置換固溶體：溶劑晶格結(jié)點(diǎn)上的部分原子被溶質(zhì)原子所取代的固溶體。間隙固溶體：溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙而形成的固溶體。1.固溶體固溶體的分類：（1）根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占位置不同，可將固溶體分為置換固溶體與間隙固溶體兩種。置換固溶體間隙固溶體現(xiàn)在是7頁\一共有97頁\編輯于星期一（2）按溶解度分：固溶體可分為有限固溶體和無限固溶體兩種。溶解度：溶質(zhì)原子溶于固溶體中的量，通常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或原子百分?jǐn)?shù)表示。若溶質(zhì)可以任意比例溶入，即溶質(zhì)溶解度可達(dá)100%，則固溶體為無限固溶體，如鐵和鉻﹑銅和鎳等。間隙固溶體都是有限固溶體。（3）按分布的有序度分：固溶體分無序固溶體和有序固溶體兩種。溶質(zhì)原子有規(guī)則分布的為有序固溶體，無規(guī)則分布的為無序固溶體。1.固溶體現(xiàn)在是8頁\一共有97頁\編輯于星期一固溶體的性能：溶質(zhì)原子溶入→晶格畸變→位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力上升→金屬塑性變形困難→強(qiáng)度﹑硬度升高。固溶強(qiáng)化：通過溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，使金屬強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象。固溶強(qiáng)化是金屬強(qiáng)化的一種重要形式，在溶質(zhì)含量適當(dāng)時(shí)，可顯著提高材料的強(qiáng)度和硬度而塑性和韌性沒有明顯降低。1.固溶體對于鋼鐵材料來說，固溶強(qiáng)化的作用只是其強(qiáng)化途徑的一種，有一定的局限性，對于有色金屬材料來說，固溶強(qiáng)化是行之有效的強(qiáng)化手段。現(xiàn)在是9頁\一共有97頁\編輯于星期一ZXY固溶體類型間隙原子間隙固溶體置換固溶體置換原子YXZ現(xiàn)在是10頁\一共有97頁\編輯于星期一2.金屬化合物

金屬化合物：是合金各組元原子按一定整數(shù)比形成的具有金屬性質(zhì)的一種新相。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有原子整數(shù)倍的關(guān)系，可用分子式表示：如Fe3C。溶劑A+溶質(zhì)B=Cbccfcccph例如：3Fe+C=Fe3C

體心六方復(fù)雜結(jié)構(gòu)HB803800δ

50%0%0%現(xiàn)在是11頁\一共有97頁\編輯于星期一滲碳體（Fe3C）晶格結(jié)構(gòu)示意圖2.金屬化合物Fe3C稱滲碳體，是鋼中重要組成相，具有復(fù)雜斜方晶格?，F(xiàn)在是12頁\一共有97頁\編輯于星期一2.金屬化合物金屬化合物主要類型：（1）正常價(jià)化合物（normalcompounds）—按化合價(jià)規(guī)律形成，如，Mg2Si

。（2）電子價(jià)化合物（electroncompounds）—按電子濃度規(guī)律形成，如，Cu3Al

。（3）間隙化合物（interstitialcompounds）—過渡金屬+小半徑非金屬元素。間隙相

r非/r金0.59，如：WC、TiC、VC。復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物

r非/r金0.59如，F(xiàn)e3C、Cr23C6間隙化合物熔點(diǎn)高、硬度高，脆性大?，F(xiàn)在是13頁\一共有97頁\編輯于星期一金屬化合物主要性能：（1）具有一定程度的金屬性質(zhì)（2）具有較高的熔點(diǎn)（3）硬度較高（4）脆性高2.金屬化合物現(xiàn)在是14頁\一共有97頁\編輯于星期一3.機(jī)械混合物機(jī)械混合物：純金屬，固溶體，金屬化合物均是組成合金的基本相，有兩相或兩相以上組成的多相組織。性能：1）﹑介于各組成相性能之間，各組成相晶格類型和性能不變。2）﹑和單一固溶體合金相比，強(qiáng)度﹑硬度高，但塑性﹑可鍛性低?，F(xiàn)在是15頁\一共有97頁\編輯于星期一第二節(jié)合金的結(jié)晶一﹑合金結(jié)晶的過程及形成物2﹑結(jié)晶過程：晶核的形成及長大3﹑結(jié)晶條件：過冷4﹑合金結(jié)晶的形成物：①單相固溶體；②單相金屬化合物；兩相混合物（共晶體）；③單相固溶體（或單相化合物）+兩相混合物（共晶體）。1﹑合金結(jié)晶與純金屬結(jié)晶的區(qū)別：純金屬結(jié)晶：在恒溫下進(jìn)行，只有一個(gè)相變點(diǎn)（臨界點(diǎn)）。合金結(jié)晶：在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，結(jié)晶開始和結(jié)晶終止溫度不同，絕大多數(shù)合金結(jié)晶時(shí)有兩個(gè)相變點(diǎn)（臨界點(diǎn)）?，F(xiàn)在是16頁\一共有97頁\編輯于星期一二﹑合金結(jié)晶的冷卻曲線熱分析法現(xiàn)在是17頁\一共有97頁\編輯于星期一二﹑合金結(jié)晶的冷卻曲線TCtLLL冷卻曲線L

１﹑組元在液態(tài)下完全互溶，固態(tài)下完全互溶，結(jié)晶形成單相固溶體的合金冷卻曲線。特點(diǎn)：有兩個(gè)相變點(diǎn)，無結(jié)晶平臺(tái)，形成單相固溶體。cb現(xiàn)在是18頁\一共有97頁\編輯于星期一TCtL(+)L(+)LL(+)共晶體冷卻曲線(+)二﹑合金結(jié)晶的冷卻曲線２﹑組元在液態(tài)下完全互溶，固態(tài)下完全不互溶或部分互溶，結(jié)晶形成單相化合物或同時(shí)結(jié)晶出兩相共晶體的合金冷卻曲線。aa'特點(diǎn)：結(jié)晶過程與純金屬相似，只有一個(gè)相變點(diǎn)，反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，形成共晶體?，F(xiàn)在是19頁\一共有97頁\編輯于星期一TCtLL+(+)++

Ⅱab(+)+L+(+)+b'二﹑合金結(jié)晶的冷卻曲線３﹑組元在液態(tài)下完全互溶，固態(tài)下部分互溶，結(jié)晶開始形成單相固溶體后，剩余液體又同時(shí)結(jié)晶出兩相共晶體的合金冷卻曲線。特點(diǎn)：結(jié)晶有兩個(gè)相變點(diǎn)（a，b），b點(diǎn)合金具有共晶成分，所以反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，形成共晶體。冷卻曲線現(xiàn)在是20頁\一共有97頁\編輯于星期一二﹑合金結(jié)晶的冷卻曲線３﹑組元在液態(tài)下完全互溶，固態(tài)下部分互溶，結(jié)晶開始形成單相固溶體后，剩余液體又同時(shí)結(jié)晶出兩相共晶體的合金冷卻曲線。特點(diǎn)：結(jié)晶有兩個(gè)相變點(diǎn)（a，b），b點(diǎn)合金具有共晶成分，所以反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，形成共晶體?，F(xiàn)在是21頁\一共有97頁\編輯于星期一第三節(jié)二元合金相圖相圖：用來表示合金系中各個(gè)合金在緩冷條件下結(jié)晶過程的簡明圖解。又稱狀態(tài)圖或平衡圖。現(xiàn)在是22頁\一共有97頁\編輯于星期一一﹑二元合金相圖的建立目前，合金相圖主要是通過實(shí)驗(yàn)測定的，且測定合金相圖的方法很多，但應(yīng)用最多的是熱分析法?，F(xiàn)在是23頁\一共有97頁\編輯于星期一一﹑二元合金相圖的建立以Ｃu—Ｎi合金相圖測定為例，說明熱分析法的應(yīng)用及步驟：１﹑配制若干組不同成分的Ｃu—Ｎi合金２﹑用熱分析法分別測出每種成分的合金冷卻曲線３﹑找出各冷卻曲線上的相變臨界點(diǎn)４﹑以橫坐標(biāo)表示合金成分，縱坐標(biāo)表示溫度，將合金相變臨界點(diǎn)分別標(biāo)在坐標(biāo)圖上相應(yīng)的合金成分線上。５﹑將相同意義的點(diǎn)連成光滑曲線，再根據(jù)熱分析結(jié)果，填上相區(qū)，即得二元合金相圖。相圖上所表示的組織都是在十分緩慢冷卻的條件下獲得的，都是接近平衡狀態(tài)的組織?，F(xiàn)在是24頁\一共有97頁\編輯于星期一相圖的建立名稱A金屬B金屬晶格類型bccbcc熔點(diǎn)高低合金1100%0%合金290%10%合金380%20%……..……..…….合金920%80%合金1010%90%合金110%100%一﹑二元合金相圖的建立現(xiàn)在是25頁\一共有97頁\編輯于星期一相圖的建立時(shí)間溫度90705030AB溫度A溫度B溫度現(xiàn)在是26頁\一共有97頁\編輯于星期一abab:液相線ab

:固相線LL+SSL:液相區(qū)S:固相區(qū)L+S:液固共存區(qū)AB溫度相圖的建立現(xiàn)在是27頁\一共有97頁\編輯于星期一TLTSTnbacABabLS溫度勻晶相圖L+S同類：Cu-Ni、Cu-Au、Au-Ag、Fe-Cr等相圖的建立現(xiàn)在是28頁\一共有97頁\編輯于星期一３.１３.４勻晶相圖現(xiàn)在是29頁\一共有97頁\編輯于星期一I：純銅；II：75%Cu+25%Ni

III：50%Cu+50%NiIV：25%Cu+75%Ni

V：純Ni

Ｃu—Ｎi相圖現(xiàn)在是30頁\一共有97頁\編輯于星期一二﹑基本相圖１﹑二元?jiǎng)蚓鄨D２﹑二元共晶相圖３﹑二元包晶相圖４﹑形成穩(wěn)定化合物的相圖５﹑具有共析轉(zhuǎn)變的相圖６﹑合金的性能與相圖的關(guān)系二元相圖的基本類型分析：現(xiàn)在是31頁\一共有97頁\編輯于星期一勻晶相圖：是指合金組元在液、固兩相下均能無限互溶，結(jié)晶時(shí)只結(jié)晶出單相固溶體組織的合金相圖。如Au-Ag、Ni-Cu等二元合金系。１﹑二元?jiǎng)蚓鄨D二﹑基本相圖勻晶轉(zhuǎn)變（勻晶反應(yīng)）：這種從液相中結(jié)晶出單一固相的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在是32頁\一共有97頁\編輯于星期一銅-鎳合金勻晶相圖CuNiNi%TC2040608010010001100120013001400150010831455LL+純銅熔點(diǎn)純鎳熔點(diǎn)液相線固相線液相區(qū)固相區(qū)固液兩相區(qū)勻晶合金與純金屬不同，它沒有一個(gè)恒定的熔點(diǎn)，而是在液、固相線劃定的溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行結(jié)晶?，F(xiàn)在是33頁\一共有97頁\編輯于星期一１﹑二元?jiǎng)蚓鄨D（１）相圖分析及合金結(jié)晶過程CuNiNi%TC2040608010010001100120013001400150010831455LL+abcdTCtLLL勻晶轉(zhuǎn)變

L

冷卻曲線☆在不同溫度下剛剛結(jié)晶出來的固相的化學(xué)成分是不相同的，其變化規(guī)律是沿著固相線變化。與此同時(shí)剩余液相的化學(xué)成分也相應(yīng)地沿著液相線變化。現(xiàn)在是34頁\一共有97頁\編輯于星期一

隨溫度下降，固溶體重量增加，液相重量減少。同時(shí)，液相成分沿液相線變化，固相成分沿固相線變化。

當(dāng)液態(tài)金屬自高溫冷卻到t1溫度時(shí)，開始結(jié)晶出成分為1的固溶體，其Ni含量高于合金平均成分。（１）相圖分析及合金結(jié)晶過程現(xiàn)在是35頁\一共有97頁\編輯于星期一１﹑二元?jiǎng)蚓鄨D成分變化是通過原子擴(kuò)散完成的。當(dāng)合金冷卻到t3時(shí)，最后一滴L3成分的液體也轉(zhuǎn)變?yōu)楣倘荏w，此時(shí)

固溶體的成分又變回到合金成分3上來。

液固相線不僅是相區(qū)分界線,也是結(jié)晶時(shí)兩相的成分變化線；勻晶轉(zhuǎn)變是變溫轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在是36頁\一共有97頁\編輯于星期一１﹑二元?jiǎng)蚓鄨D合金結(jié)晶過程現(xiàn)在是37頁\一共有97頁\編輯于星期一（２）枝晶偏析：１﹑二元?jiǎng)蚓鄨D這種在一個(gè)晶粒內(nèi)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，叫晶內(nèi)偏析。因?yàn)榻饘偻ǔＲ灾Х绞浇Y(jié)晶，先形成的主干和后形成的支干就會(huì)有化學(xué)成分之差，所以也稱枝晶偏析。由于生產(chǎn)實(shí)際中，合金冷卻速度快，原子擴(kuò)散不充分。擴(kuò)散過程總是落后于結(jié)晶過程，合金結(jié)晶是在非平衡條件下進(jìn)行的，這使得先結(jié)晶出來的固溶體合金含高熔點(diǎn)組元較多，合金的熔點(diǎn)較高，構(gòu)成晶體的樹枝狀骨架，后結(jié)晶出的部分含高熔點(diǎn)組元較少，熔點(diǎn)較低，填充于枝間?，F(xiàn)在是38頁\一共有97頁\編輯于星期一（２）枝晶偏析：消除枝晶偏析的措施：出現(xiàn)枝晶偏析后，使合金材料的機(jī)械性能﹑耐蝕性能和加工工藝性能變壞。均勻化退火（擴(kuò)散退火）:把有枝晶偏析的合金放在低于固相線100～200℃的溫度下進(jìn)行較長時(shí)間的加熱，通過原子的相互擴(kuò)散而使成分趨于均勻?，F(xiàn)在是39頁\一共有97頁\編輯于星期一平衡組織枝晶偏析組織Cu-Ni合金的平衡組織與枝晶偏析組織（２）枝晶偏析現(xiàn)在是40頁\一共有97頁\編輯于星期一（3）二元相圖中的杠桿定律杠桿定律處于兩相區(qū)的合金，不僅由相圖可知道兩平衡相的成分，還可用杠桿定律求出兩平衡相的相對質(zhì)量?，F(xiàn)以Cu-Ni合金為例推導(dǎo)杠桿定律：①確定兩平衡相的成分：設(shè)合金成分為x，過x做成分垂線。在成分垂線相交于溫度t

的o點(diǎn)作水平線，其與液固相線交點(diǎn)a、b所對應(yīng)的成分x1、x2即分別為液相和固相的成分。12t現(xiàn)在是41頁\一共有97頁\編輯于星期一②確定兩平衡相的相對質(zhì)量：設(shè)合金的總質(zhì)量為1，液相質(zhì)量為QL，固相質(zhì)量為Q。則QL+Q=1

QLx1+Q

x2=x解方程組得：

式中的x2-x、x2-x1、x-x1即為相圖中線段xx2

(ob)、x1x2

(ab)、

x1x(ao)的長度。現(xiàn)在是42頁\一共有97頁\編輯于星期一（3）﹑二元相圖中的杠桿定律因此兩相在合金x中的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：兩相的質(zhì)量比為：或：Q

=1-QL比現(xiàn)在是43頁\一共有97頁\編輯于星期一上式與力學(xué)中的杠桿定律完全相似，因此稱之為杠桿定律。即合金在某溫度下兩平衡相的質(zhì)量比等于該溫度下與各自相區(qū)距離較遠(yuǎn)的成分線段之比。在杠桿定律中，杠桿的支點(diǎn)是合金的成分，杠桿的端點(diǎn)是所求的兩平衡相（或兩組織組成物）的成分。杠桿定律只適用于兩相區(qū)。例（如圖）（3）﹑二元相圖中的杠桿定律現(xiàn)在是44頁\一共有97頁\編輯于星期一（3）﹑二元相圖中的杠桿定律現(xiàn)在是45頁\一共有97頁\編輯于星期一課堂練習(xí)：求30%Ni合金在1280C時(shí)相的相對量aca1b1c1解：作成分線和溫度線如圖：6618根據(jù)杠桿定律：

Q=a1b1/a1c1

=12/48=1/4答：所求合金在1280時(shí)相的相對質(zhì)量為1/4。30CuNiNi%TC20406080100100011001200130014001500108314551280CL+L現(xiàn)在是46頁\一共有97頁\編輯于星期一

課堂練習(xí)：將20kg純銅和30kg純鎳熔化后慢冷至T1溫度，求各相的質(zhì)量以及各相中Ni的質(zhì)量？6080現(xiàn)在是47頁\一共有97頁\編輯于星期一(1)兩相的化學(xué)成分：wL(Ni)=50%wα(Ni)=80%

(2)兩相的質(zhì)量比：QL/Qα=(80-60)/(60-50)=2(3)各相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(L)=2/(2+1)=2/3w(α)=1/3(4)各相的質(zhì)量：QL=50×2/3=33.3（kg)Qα=50-33.3=16.7（kg)w(Ni)=30/(20+30)=60%現(xiàn)在是48頁\一共有97頁\編輯于星期一共晶相圖：兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶或不溶解,并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖。2﹑二元共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變（共晶反應(yīng)）：一定化學(xué)成分的合金在一定的溫度下（恒溫），同時(shí)由液相中結(jié)晶出兩種不同成分和不同晶體結(jié)構(gòu)的固相。以Pb–Sn

相圖為例進(jìn)行分析?，F(xiàn)在是49頁\一共有97頁\編輯于星期一2﹑二元共晶相圖PbSnSn%TC鉛-錫合金共晶相圖液相線L固相線

+L+L+固溶線固溶線（1）相圖分析現(xiàn)在是50頁\一共有97頁\編輯于星期一2﹑二元共晶相圖Pb—Sn

合金相圖及成分線現(xiàn)在是51頁\一共有97頁\編輯于星期一AB①相：相圖中有L、、三種相,是溶質(zhì)Sn在Pb中的固溶體，是溶質(zhì)Pb在Sn中的固溶體。②相區(qū)：相圖中有三個(gè)單相區(qū)：L、、；三個(gè)兩相區(qū)：L+、L+、+；一個(gè)三相區(qū)：即水平線CED。（1）相圖分析現(xiàn)在是52頁\一共有97頁\編輯于星期一④固溶線:溶解度點(diǎn)的連線稱固溶線。相圖中的CF、DG線分別為Sn在Pb中和Pb在Sn中的固溶線。

固溶體的溶解度隨溫度降低而下降。⑤共晶線：水平線CED叫做共晶線。③液固相線：液相線AEB，固相線ACEDB。A、B分別為Pb、Sn的熔點(diǎn)。AB現(xiàn)在是53頁\一共有97頁\編輯于星期一在共晶線對應(yīng)的溫度下（183℃），E點(diǎn)成分的合金同時(shí)結(jié)晶出C點(diǎn)成分的固溶體和D點(diǎn)成分的固溶體，形成這兩個(gè)相的機(jī)械混合物：

LE

?(C+D)AB恒溫2﹑二元共晶相圖（1）相圖分析現(xiàn)在是54頁\一共有97頁\編輯于星期一共晶反應(yīng)的產(chǎn)物，即兩相的機(jī)械混合物稱共晶體或共晶組織。發(fā)生共晶反應(yīng)的溫度稱共晶溫度。代表共晶溫度和共晶成分的點(diǎn)稱共晶點(diǎn)。Pb-Sn共晶組織共晶體長大示意圖Sn原子擴(kuò)散Pb原子擴(kuò)散（1）相圖分析現(xiàn)在是55頁\一共有97頁\編輯于星期一具有共晶點(diǎn)成分的合金稱共晶合金。在共晶線上，凡成分位于共晶點(diǎn)以左的合金稱亞共晶合金，位于共

晶點(diǎn)以右的合金稱過共晶合金。凡具有共晶線成分的合金液體冷卻到共晶溫度時(shí)都將發(fā)生共晶反應(yīng)。L+CDAB（1）相圖分析現(xiàn)在是56頁\一共有97頁\編輯于星期一①含Sn量小于C點(diǎn)合金(Ⅰ合金)的結(jié)晶過程：在3點(diǎn)以前為勻晶轉(zhuǎn)變，結(jié)晶出單相固溶體，這種直接從液相中結(jié)晶出的固相稱一次相或初生相。⑵合金的結(jié)晶過程現(xiàn)在是57頁\一共有97頁\編輯于星期一

溫度降到3點(diǎn)以下，固溶體被Sn過飽和，由于晶格不穩(wěn)，開始析出（相變過程也稱析出）新相—

相。由已有固相析出的新固相稱二次相或次生相，以Ⅱ表示

。

形成二次相的過程稱二次析出,是固態(tài)相變的一種。①含Sn量小于C點(diǎn)合金(Ⅰ合金)的結(jié)晶過程：合金I的結(jié)晶過程：L

L+ααα+βII現(xiàn)在是58頁\一共有97頁\編輯于星期一Pb—Sn

合金相圖

由于二次相析出溫度較低，一般十分細(xì)小。室溫下Ⅱ的相對質(zhì)量百分比為：

隨溫度下降，和相的成分分別沿CF線和DG線變化，Ⅱ的重量增加。①含Sn量小于C點(diǎn)合金(Ⅰ合金)的結(jié)晶過程：ABCDEFG現(xiàn)在是59頁\一共有97頁\編輯于星期一ABCDEFGⅠ合金室溫組織為

+Ⅱ

（如左圖），次生相Ⅱ和初生相雖然成分和結(jié)構(gòu)完全相同，但形貌特征完全不同。成分大于D點(diǎn)合金結(jié)晶過程與Ⅰ合金相似，室溫組織為

+Ⅱ

?，F(xiàn)在是60頁\一共有97頁\編輯于星期一液態(tài)合金冷卻到E點(diǎn)時(shí)同時(shí)被Pb和Sn飽和,發(fā)生共晶反應(yīng)：

LE?(C+D)。②共晶合金(Ⅱ合金)的結(jié)晶過程Pb—Sn合金相圖ABCDEFG現(xiàn)在是61頁\一共有97頁\編輯于星期一

析出過程中兩相相間形核、互相促進(jìn)、共同長大，因而共晶組織較細(xì)，呈片、棒、點(diǎn)球等形狀。②共晶合金(Ⅱ合金)的結(jié)晶過程現(xiàn)在是62頁\一共有97頁\編輯于星期一共晶組織形態(tài)層片狀(Al-CuAl2定向凝固)條棒狀(Sb-MnSb橫截面)螺旋狀（Zn-Mg）Pb-Sn共晶組織②共晶合金(Ⅱ合金)的結(jié)晶過程現(xiàn)在是63頁\一共有97頁\編輯于星期一共晶組織形態(tài)針狀共晶樹枝狀共晶放射狀共晶螺旋狀共晶現(xiàn)在是64頁\一共有97頁\編輯于星期一X2成分合金結(jié)晶過程分析

（共晶合金）X2TCtL(+

)L(+

)LL(+)共晶體冷卻曲線(+)PbSnTCL+

L

+L+

183ced現(xiàn)在是65頁\一共有97頁\編輯于星期一d(61.9)e(97.5)c(19.2)在共晶轉(zhuǎn)變過程中，L、

、三相共存,三個(gè)相的量在不斷變化，但它們各自成分是固定的。共晶組織中的相稱共晶相，共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)，和相的相對質(zhì)量百分比為：②共晶合金(Ⅱ合金)的結(jié)晶過程現(xiàn)在是66頁\一共有97頁\編輯于星期一共晶結(jié)束后，隨溫度下降，和的成分分別沿CF線和DG線變化，并從共晶中析出Ⅱ

，從共晶中析出Ⅱ，由于共晶組織細(xì)，Ⅱ與共晶結(jié)合，Ⅱ與共晶結(jié)合，共晶合金的室溫組織仍為(+)共晶體。室溫下兩相的相對質(zhì)量百分比是多少？Pb—Sn合金相圖ABCDEFG現(xiàn)在是67頁\一共有97頁\編輯于星期一Pb-Sn合金的結(jié)晶過程現(xiàn)在是68頁\一共有97頁\編輯于星期一合金液體在2點(diǎn)以前為勻晶轉(zhuǎn)變。冷卻到2點(diǎn)，固相成分變化到c點(diǎn)，液相成分變化到d點(diǎn),此時(shí)兩相的相對質(zhì)量為：③亞共晶合金(Ⅲ合金)的結(jié)晶過程現(xiàn)在是69頁\一共有97頁\編輯于星期一在2點(diǎn)，具有d點(diǎn)成分的剩余液體發(fā)生共晶反應(yīng)：L?(+)

，轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿ЫM織溫度繼續(xù)下降，將從一次和共晶

中析出Ⅱ，從共晶中析出Ⅱ。其室溫組織+(+)+Ⅱ。合金III的結(jié)晶過程：L

L+αα+（α+β）α+（α+β）+βII現(xiàn)在是70頁\一共有97頁\編輯于星期一X3合金結(jié)晶過程分析

（亞共晶合金）X3TCtLL+

(+)+

+

Ⅱ12(+)+

PbSnTCL

+

L

+

L

+

183cedL+(+)+如何求室溫下三種組織組成物的相對質(zhì)量？

冷卻曲線現(xiàn)在是71頁\一共有97頁\編輯于星期一與亞共晶合金相似，不同的是一次相為,二次相為Ⅱ室溫組織為+(+)+Ⅱ。④過共晶合金（Ⅳ）合金的結(jié)晶過程現(xiàn)在是72頁\一共有97頁\編輯于星期一標(biāo)注了組織組成物的相圖組織組成物：是指組成合金顯微組織的獨(dú)立部分?，F(xiàn)在是73頁\一共有97頁\編輯于星期一Ⅰ和Ⅰ,Ⅱ和Ⅱ,共晶體(+)都是組織組成物。相與相之間的差別主要在結(jié)構(gòu)和成分上。標(biāo)注了組織組成物的相圖現(xiàn)在是74頁\一共有97頁\編輯于星期一組織組成物之間的差別主要在形態(tài)上。如Ⅰ、Ⅱ和共晶的結(jié)構(gòu)成分相同，屬同一個(gè)相，但它們的形態(tài)不同，分屬不同的組織組成物。將組織組成物標(biāo)注在相圖中，可使所標(biāo)注的組織與顯微鏡下觀察到的組織一致。Pb-Sn亞共晶組織現(xiàn)在是75頁\一共有97頁\編輯于星期一組織組成物在相圖上的標(biāo)注現(xiàn)在是76頁\一共有97頁\編輯于星期一

共晶相圖的建立現(xiàn)在是77頁\一共有97頁\編輯于星期一

3﹑二元包晶相圖包晶相圖：當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶，并發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖。以Pt-Ag相圖為例簡要分析：⑴相圖分析單相區(qū)：L、、β二相區(qū)：L+、L+、+三相區(qū)：（D點(diǎn)）L++

（水平線PDC）L+L+L+現(xiàn)在是78頁\一共有97頁\編輯于星期一水平線PDC稱包晶線，與該線成分對應(yīng)的合金在該溫度下發(fā)生包晶反應(yīng)：LC+D?βP

。該反應(yīng)是液相L包著固相,新相β在L與α的界面上形核，并向L和兩個(gè)方向長大。包晶轉(zhuǎn)變（包晶反應(yīng)）：在一定溫度下，由一個(gè)液相包著一個(gè)固相生成另一新固相的反應(yīng)。⑴相圖分析現(xiàn)在是79頁\一共有97頁\編輯于星期一①包晶成分合金：勻晶包晶二次析出。室溫組織為β+II⑵合金的結(jié)晶過程現(xiàn)在是80頁\一共有97頁\編輯于星期一包晶轉(zhuǎn)變：

Ld

+c

?

ePtAgAg%TC鉑-銀合金包晶相圖L+

L

+L+

cedfgTCtLL+L+

+Ⅱ冷卻曲線現(xiàn)在是81頁\一共有97頁\編輯于星期一②PD成分合金：勻晶包晶二次析出。室溫組織為+βII+β+II時(shí)間溫度現(xiàn)在是82頁\一共有97頁\編輯于星期一③DC成分合金：勻晶包晶勻晶二次析出室溫組織為β+II。時(shí)間溫度現(xiàn)在是83頁\一共有97頁\編輯于星期一4、形成穩(wěn)定化合物的二元相圖穩(wěn)定化合物：指在熔化前不發(fā)生分解的化合物(如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C)。其成分固定，在相圖中是一條垂線(代表一個(gè)單相區(qū))。垂足是其

成分,頂點(diǎn)是其熔點(diǎn),結(jié)晶過程同純金屬。分析這類相圖時(shí)，可把穩(wěn)定化合物當(dāng)作純組元看待，將相圖分成幾個(gè)部分進(jìn)行分析.Mg2SiMg2Si+SiMg+Mg2SiSiL+Mg2SiL+SiL+Mg2SiL+Mg現(xiàn)在是84頁\一共有97頁\編輯于星期一5、具有共析反應(yīng)的二元相圖

共析相圖共析轉(zhuǎn)變：

?(+)共析體ABT,C

+

+

+cedL+L現(xiàn)在是85頁\一共有97頁\編輯于星期一共析反應(yīng)(共析轉(zhuǎn)變)：是指在一定溫度