第八章 相平衡与相图原理.ppt

第八章相平衡与相图原理2、组元：构成材料的最简单、最基本、可以独立存在的物质。它可以是纯元素也可以是稳定化合物。5、相：体系中具有相同物理与化学性质的，且与其他部分以界面分开的均匀部分称为相。6、相图二、相平衡条件和相律3、自由度：在平衡系统中独立可变的因素。

注意：f=C-P+2补充：单元系相图二、相图分析3.一个三相点：系统中的冰、水、汽三相共存的状态。（f=1-3+2=0)第二节二元相图2、相图的测定方法补充：多相平衡的公切线原理在这两条曲线的公切线上得到两个公切点a和b。这两个切点就是合金处于α+β两相平衡时，两个平衡相的成分。三相呈两个两相平衡时的自由能曲线3、二元系统的三相平衡补充：从自由能-成分曲线推测相图
自由能-成分曲线与共晶相图的关系二、杠杆定律（一）匀晶相图
1、匀晶相图
匀晶转变：由液相直接结晶出单相固溶体的过程。
匀晶相图：完全具有匀晶转变的相图。如Cu-Ni、Au-Ag、Ag-Pt等相图。
组元特征：两个组元化学性质相近，晶体结构相同，晶格参数相差不大，在液态和固态都能完全互溶。Au-Cu，Fe-Co等在相图Pb-Ti等相图上具有极大点
上具有极小点2、固溶体的平衡凝固（2）固溶体成分的变化和相平衡（3）固溶体的结晶规律固溶体平衡结晶示例（二）共晶相图常用术语：2、共晶合金的平衡凝固及其组织（1）ω(Sn)＜19％的合金（2）共晶合金共晶合金性质：（3）亚共晶合金（4）过共晶合金（三）包晶相图2、包晶合金的凝固及其平衡组织（2）42.4％＜ω(Ag)＜66.3％的Pt-Ag（合金II）（3）10.5％＜ω(Ag)＜42.4％的Pt-Ag合金（合金III）（四）其他类型的二元相图（2）形成不稳定化合物的相图2．具有偏晶转变的相图3、具有合晶转变的相图4、具有熔晶转变的相图5、具有固态转变的二元相图（3）具有固溶体多晶型的转变（5）具有有序－无序转变的相图（一）二元相图的几何规律2、相区接触法则：相图中相邻相区的相数差值与接触几何特征间的关系4、当两相区与单相区的分界线与三相等温线相交，则分界线的延长线应进入另一两相区内，而不会进入单相区内。指出下列相图的错误之处：一般的分析方法如下：
（1）先看相图中是否存在稳定化合物，如有，则以这些化合物为界，把相图分成几个区域进行分析。
（2）根据相区接触法则，区别各相区。
（3）找出三相共存水平线，分析这些恒温转变的类型。（4）应用相图分析具体合金随温度改变而发生的相转变和组织变化规律。
（5）在应用相图分析实际情况时，切记相图只给出体系在平衡条件下存在的相和相对量，并不能表示出相的形状、大小和分布；相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件下很少能达到平衡状态2、二元相图分析举例五、相图与性能的关系2、根据相图判别合金的工艺性能第三节铁碳相图

一、铁碳合金的组元及基本相a、铁素体：
碳与α-Fe中形成的间隙固溶体，用F或α表示。
性能：与纯铁相差无几，即强度和硬度低，塑性和韧性好。
高温铁素体：碳与δ-Fe中形成的间隙固溶体，用δ表示。C、渗碳体
铁与碳形成的金属间隙化合物，用Fe3C或Cm表示。含碳6.69%
性能：很高的硬度，而塑性几乎为零
石墨的晶体结构③铁碳合金中的基本组织b、莱氏体二、Fe-Fe3C相图分析①三个恒温转变：②特性点分析③相图中的线3条重要的固态转变线：注意：几种渗碳体的比较④5个单相区⑤7个两相区；
3个三相区δ工
业
纯
铁（二）典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织室温组织：α+Fe3CⅢ（2）共析钢（3）亚共析钢（4）过共析钢过共析钢结晶过程示意图（5）共晶白口铸铁（6）亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁结晶过程示意图（7）过共晶白口铸铁组织组成物填写相图相组成物填写相图四、铁碳合金组织与性能的关系（2）碳含量对力学性能的影响（3）碳含量对工艺性能的影响第四节三元相图一、三元相图表示方法两条特殊意义的线：
a、凡成分点位于与等边三角形某一边相平行的直线上的各三元相，它们所含与此线对应顶角代表的组元的质量分数相等。（2）等腰三角形法三元系中两组元为主，第三组元很少二、三元相图的空间模型三元匀晶相图及合金的凝固三、三元相图的截面图和投影图（1）直线定律：两平衡相成分的确定直线定律的推论:（2）杠杆定律：平衡相相对量的确定2、垂直截面（变温截面）3、投影图四、三元相图中的杠杆定律及重心定律重心定律：在三元系中合金R的成分分解为、β、γ三个相，则R必位于三相成分点构成的三角形的重心，而且合金的重量和三个相的重量有如下关系：代数方法:例：成分为40%A、30%B和30%C的三元系合金在共晶温度形成三相平衡，三相成分如下：
五、固态互不溶解的三元共晶相图（1）特殊点:（2）面:（3）线：三条二元共晶曲线（4）相及相区：2、截面图（1）垂直截面图（