二元合金相圖的繪制及顯微組織分析

二元合金相圖的繪制及顯微組織分析實驗目的和意義二元相圖繪制二元合金金相觀察實驗報告本卷須知二元合金相圖的繪制及顯微組織分析1.學會運用二元合金相圖分析合金的結晶過程及其平衡組織；2.學會用熱分析法測定不同成分Pb-Sn合金的臨界點，建立Pb-Sn二元合金相圖；3.初步掌握Pb-Sb二元共晶型相圖中的典型組織及其特征。1.實驗目的和意義2.二元相圖的繪制2.1試驗原理2.2試驗儀器2.3實驗步驟2.1二元相圖的繪制原理方法：熱分析法〔步冷曲線法〕。

通常的做法是先將體系加熱到一定溫度使其全部熔化，然后讓其在一定環(huán)境中自行冷卻；并每隔一定的時間〔例如半分鐘或一分鐘〕記錄一次溫度。以溫度〔T〕為縱坐標，時間〔t〕為橫坐標，畫出步冷曲線T-t圖。2.1二元相圖的繪制原理吉布斯相律：

f=C-P+2

f：體系自由度，指不影響體系平衡狀態(tài)的獨立可變參數(shù)〔如溫度，壓力，濃度等〕

C：體系組元數(shù)

P：相數(shù)對于不含氣體的凝聚體系。壓力對平衡體系的影響通?？珊雎圆挥?，此時相律可寫成：

f=C-P+12.1二元相圖的繪制原理右圖是二組分金屬體系的一種常見類型的步冷曲線。當體系均勻冷卻時，如果體系不發(fā)生相變，那么體系的溫度隨時間的變化將是均勻的，冷卻也較快〔如圖中ab線段〕。假設在冷卻過程中發(fā)生了相變，由于在相變過程中伴隨著熱效應，所以體系溫度隨時間的變化速度將發(fā)生改變，體系的冷卻速度減慢，步冷曲線就出現(xiàn)轉折即拐點〔如圖中b點所示〕。當熔液繼續(xù)冷卻到某一點時〔例如圖中c點〕，由于此時熔液的組成已到達最低共熔混合物的組成，故有最低共熔混合物析出，在最低共熔混合物完全凝固以前，體系溫度保持不變，因此步冷曲線出現(xiàn)水平線段即平臺〔如圖中cd段〕。當熔液完全凝固后，溫度才迅速下降〔見圖中de線段〕。2.1二元相圖的繪制原理由此可知，對組成一定的二組分低共熔混合物體系，可以根據(jù)步冷曲線，判斷固體析出時的溫度和最低共熔點的溫度。然后用溫度作縱坐標，組成作橫坐標繪制相圖時間溫度曲線圖。2.2二元相圖的繪制儀器KWL-10可控升降溫電爐SWKY-II數(shù)字控溫儀電腦〔含操作軟件〕2.2二元相圖的繪制儀器KWL-10可控升降溫電爐SWKY-II數(shù)字控溫儀2.2二元相圖的繪制儀器SWKY-II數(shù)字控溫儀的前面板2.2二元相圖的繪制儀器SWKY-II數(shù)字控溫儀的后面板2.2二元相圖的繪制儀器KWL-10可控升降溫電爐前面板KWL-10可控升降溫電爐后面板2.3二元相圖的繪制步驟1.領取一套Pb-Sn合金試樣，共計5支：81％Pb—19％Sn，60％Pb—40％Sn，38％Pb—62％Sn，20％Pb—80％Sn，5％Pb—95％Sn。2.將裝有試樣的試管插入控溫區(qū)電爐，溫度傳感器Ⅰ插入控溫傳感器插孔，溫度傳感器Ⅱ插入測試區(qū)電爐爐膛內。2.3二元相圖的繪制步驟3.翻開控溫儀電源，設置控制溫度，按“工作／置數(shù)〞鍵，置數(shù)燈亮，按設計溫度置數(shù)，設置完畢，再按一下“工作／置數(shù)〞按鍵，轉換到工作狀態(tài)。溫度顯示Ⅰ從設置溫度轉換為控制溫度當前值，工作指示燈亮。〔注意：置數(shù)工作狀態(tài)時，儀器不對加熱器進行控制?！?.當溫度顯示到達所設定的溫度后，穩(wěn)定一段時間，使試管內熔化的試劑能夠混合均勻。2.3二元相圖的繪制步驟5.翻開電腦中的測試軟件，按要求錄入試樣并開始測試。6.翻開升降溫電爐前面板上的電源開關，調節(jié)風速旋鈕使冷速均勻適宜〔5-10度/分鐘〕。7.當試管溫度冷至120度左右時，關閉升降溫電爐前面板上的電源開關，保存數(shù)據(jù)，停止實驗。2.3二元相圖的繪制步驟Pb-Sb合金相圖3二元合金金相觀察Pb-Sb合金狀態(tài)圖

3二元合金金相觀察觀察儀器：金相顯微鏡。觀察試樣成分及組織：照片序號成分（%）組織PbSb19010α+（α+β）28713（α+β）32575β+（α+β）4.試驗報告１.實驗目的與內容。２.實驗步驟。３.作出本小組測得的合金的冷卻曲線，再根據(jù)各小組測得的冷卻曲線，