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1、5.3二元共晶相图,共晶转变：由一定成分的液相同时结晶出两个一定成分固相的转变。共晶相图：具有共晶转变特征的相图。（液态无限互溶、固态有限互溶或完全不溶，且发生共晶反应。)共晶组织：共晶转变产物（是两相混合物）。,共晶的特殊性,比纯组元熔点低，简化了熔化和铸造操作共晶合金比纯金属有更好的流动性，凝固过程中防止了阻碍液体流动的枝晶形成从而改善铸造性能恒温转变，减少了铸造缺陷，如偏聚和缩孔；共晶凝固可获得多种形态的显微组织,三、共晶相图,Pb,Sn,Sn%,T,C,液相线,L,固相线,+,L+,L+,固溶线,固溶线,1）点：纯组元熔点；最大溶解度点；共晶点（是亚共晶、过共晶合金成分分界点）等。2）
2、线：液相线、固相线；溶解度曲线；共晶线等。3）区：3个单相区；3个两相区；1个三相区。,1.相图分析（相图三要素）,共晶线,2.共晶转变分析,Pb,Sn,T,C,L,+,L+,L+,共晶反应线表示从M点到N点范围的合金，在该温度上都要发生不同程度上的共晶反应。,M,N,共晶点表示E点成分的合金冷却到此温度上发生完全的共晶转变。,E,LE M+N,无论从何处开始,体系点达到共晶线液相组成达到E点,共晶反应要点,共晶转变在恒温下进行。转变结果是从一种液相中结晶出两个不同的固相。存在一个确定的共晶点。在该点凝固温度最低。成分在共晶线范围的合金都要经历共晶转变。,Pb,Sn,T,C,L,+,L+,L+
3、,M,N,E,3 合金的平衡结晶及其组织（以Pb-Sn相图为例）（1）WSn2的合金 凝固过程（冷却曲线、相变、组织示意图）。,(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,含Sn量小于2%时称为单相固溶体合金,(2)X1合金结晶过程分析（2 Wsn1）,M,N,f,g,X1,T,C,t,L,L,L,L+,冷却曲线,+,1,2,3,4,当温度降至3点以下，呈过饱和状态的 相中将不断析出富Sn的 相，这种析出过程称为
4、脱溶过程，析出相称为次生相或二次相，用II 表示，以区别于由液相中直接凝固出的初生 相,举例,利用杠杆定律可以算出wSn=10%的合金中 和 II 相的相对量。如取室温时 相及相的固溶度分别为图中的f点及g点，则有：,(3)X2合金结晶过程分析（共晶合金）,X2,T,C,t,L,(+),L,L,L(+)共晶体,冷却曲线,(+),(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,(c)2003 Brooks/Cole,a
5、 division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,Te温度时，成分为m的 相和成分为n的 相的相对量可由杠杆定律算出：,温度继续降低时，共晶组织中的 相及 相将分别析出次生相II和II，由于此种次生相常依附于同类相上形核、长大，在显微镜下难以区分，故一般不予考虑。,(4)X3合金结晶过程分析（亚共晶合金）,X3,T,C,t,L,L+,(+)+,1,2,(+)+,(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning
6、,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,(4)X4合金结晶过程分析（过共晶合金）,X3,T,C,t,L,L+b,(+)+a,1,2,(+)+,Pb,Sn,T,C,L,+,L+,L+,183,M,N,E,标注了组织组成物的相图,M,E,N,组织组成物与组织图 一般将显微组织中能清晰分辨的独立组成部分，称为组织组成物。组织组成物可以是单相（如相、II相），也可以是多相（如共晶组织+）。上述组织是由 相和 相组成的，故称、相为相组成物组织图：用组织组成物填写的相图。组织组成物相对量的计算：杠杆定律。,如室温时wS
7、n=35%的PbSn亚共晶合金的组织组成物和相组成物的相对量分别为多少？,15,3 非平衡凝固及其组织（伪共晶和离异共晶）（1）伪共晶 伪共晶：由非共晶成分的合金所得到的完全共晶组织。形成原因：不平衡结晶；成分位于共晶点附近。由非共晶成分的合金得到的完全共晶组织。共晶成分的合金得到的亚、过共晶组织。（伪共晶区偏移）,伪共晶区的形状两组元有相近熔点时，出现对称型伪共晶区；两组元熔点相差较大时，共晶点通常偏向低熔点组元一方，而伪共晶区则偏向高熔点组元一方。,伪共晶,由于共晶组织中两组成相的成分与液相不同，它们的形核和生长都需要两组元的扩散，而以低熔点组元为基的组成相与液相的成分相差较小，则通过扩散
8、而达到该组成相的成分就较为容易，其凝固速度较大。因此，当共晶点偏向低熔点组元时，为了满足两组成相形成对扩散的要求，伪共晶区的位置必须偏向高熔点组元一侧。,17,伪共晶,共晶成分的Al-Si合金，由于伪共晶区偏向右边（Si侧），使其在不平衡凝固后得到初+（Si）的亚共晶组织（因为共晶成分的液相过冷后其表象点a，没有落入伪共晶区，则先凝固出相，使液相成分移到b点，才能发生共晶转变，这就相当于共晶点向右移动，共晶合金变成了亚共晶合金），同样，过共晶成分的合金在不平衡凝固后，也可能得到亚共晶或共晶组织,18,第三节 二元共晶相图及合金凝固,离异共晶 离异共晶：两相分离的共晶组织。形成原因 平衡条件下，成分位于共晶线上两端点附近。不平衡条件下，成分位于共晶线外两端点附近 消除：扩散退火。,2h,19,第三节 二元共晶相图及合金凝固,4 共晶组织的形成（2）共晶体的形态,
