銅-鎳合金勻晶相圖CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+純銅熔點(diǎn)純鎳熔點(diǎn)液相線固相線液相區(qū)固相區(qū)液固兩相區(qū)二、勻晶相圖1、銅鎳合金相圖相區(qū)分析

相圖分析(點(diǎn)、線、區(qū))

兩點(diǎn)：純組元的熔點(diǎn)

兩線：L,S相線

三區(qū)：L,α,L+α。銅-鎳合金勻晶相圖CuNiNi%T,C204060801012、合金的結(jié)晶過(guò)程平衡結(jié)晶形核和晶粒的長(zhǎng)大能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏、成分起伏Lα+Lα?2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.固溶體合金在平衡結(jié)晶過(guò)程中，固相成分沿固相線變化，液相成分沿液相線變化2、合金的結(jié)晶過(guò)程平衡結(jié)晶形核和晶粒的長(zhǎng)大Lα+L23、杠桿定律及其應(yīng)用設(shè)合金成分為ω，合金的總質(zhì)量為m，在T溫度時(shí)，固相成分ωα，液相成分ωL，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量mα，mL注意：杠桿定律只適用于兩相區(qū);三點(diǎn)要找準(zhǔn)3、杠桿定律及其應(yīng)用設(shè)合金成分為ω，合金的總質(zhì)量為m，在T溫3例：求30%Ni合金在1280時(shí)相的相對(duì)量CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+ac30a1b1c11280C解：作成分線和溫度線如圖。6618根據(jù)杠桿定律推論，Q/

Q=a1b1/a1c1=12/48=1/4答：所求合金在1280時(shí)相的相對(duì)質(zhì)量為1/4。例：求30%Ni合金在1280時(shí)相的相對(duì)量CuNiNi4例：固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定：(a)成分為40%B的合金首先凝固出來(lái)的固體成分；(b)若首先凝固出來(lái)的固體成分含60%B，合金的成分為多少？(c)成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；(d)合金成分為50%B，凝固到某溫度時(shí)液相含有40%B，固體含有80%B，此時(shí)液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？例：固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定：(a)成分為54、合金的不平衡結(jié)晶與樹枝狀偏析

由于冷卻速度較快，合金在結(jié)晶過(guò)程中，無(wú)論固相或液相中的原子都來(lái)不及充分?jǐn)U散，這種結(jié)晶過(guò)程稱為不平衡結(jié)晶。由于各層之間的原子來(lái)不及擴(kuò)散，這種成分不均勻現(xiàn)象可保持到結(jié)晶完畢，直至室溫，這種現(xiàn)象叫枝晶偏析或樹枝狀偏析。由于一個(gè)枝晶形成一個(gè)晶粒，也叫晶內(nèi)偏析。4、合金的不平衡結(jié)晶與樹枝狀偏析由于冷卻速度較快，合6三、共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變：由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)一定成分固相的轉(zhuǎn)變。共晶相圖：具有共晶轉(zhuǎn)變特征的相圖。（液態(tài)無(wú)限互溶、固態(tài)有限互溶或完全不溶，且發(fā)生共晶反應(yīng)。)共晶組織：共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（是兩相混合物）。三、共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變：由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)一定成分7三、共晶相圖PbSnSn%T,C液相線L固相線+

L

+L

+

固溶線固溶線

1）點(diǎn)：純組元熔點(diǎn)；最大溶解度點(diǎn)；共晶點(diǎn)（是亞共晶、過(guò)共晶合金成分分界點(diǎn)）等。

2）線：液相線、固相線；溶解度曲線；共晶線等。

3）區(qū)：3個(gè)單相區(qū)；3個(gè)兩相區(qū)；1個(gè)三相區(qū)。

1.相圖分析（相圖三要素）共晶線三、共晶相圖PbSnSn%T,C液相線L固相線+82.共晶轉(zhuǎn)變分析PbSnT,CL

+

L+

L

+

共晶反應(yīng)線表示從M點(diǎn)到N點(diǎn)范圍的合金，在該溫度上都要發(fā)生不同程度上的共晶反應(yīng)。MN共晶點(diǎn)表示E點(diǎn)成分的合金冷卻到此溫度上發(fā)生完全的共晶轉(zhuǎn)變。ELE

M

+

N無(wú)論從何處開始,體系點(diǎn)達(dá)到共晶線液相組成達(dá)到E點(diǎn)2.共晶轉(zhuǎn)變分析PbSnT,CL+L+L9共晶反應(yīng)要點(diǎn)共晶轉(zhuǎn)變?cè)诤銣叵逻M(jìn)行。轉(zhuǎn)變結(jié)果是從一種液相中結(jié)晶出兩個(gè)不同的固相。存在一個(gè)確定的共晶點(diǎn)。在該點(diǎn)凝固溫度最低。成分在共晶線范圍的合金都要經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變。PbSnT,CL

+

L+

L

+

MNE共晶反應(yīng)要點(diǎn)共晶轉(zhuǎn)變?cè)诤銣叵逻M(jìn)行。PbSnT,CL10

3合金的平衡結(jié)晶及其組織（以Pb-Sn相圖為例）（1）Wsn<2％的合金凝固過(guò)程（冷卻曲線、相變、組織示意圖）。(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.3合金的平衡結(jié)晶及其組織(c)2003Brooks/C11(2)X1合金結(jié)晶過(guò)程分析（2％<Wsn<19％）MNfgX1T,CtLLLL+

冷卻曲線+

ⅡⅡ1234{PbSnT,CL+

L

+L

+183E(2)X1合金結(jié)晶過(guò)程分析（2％<Wsn<19％）MN12(3)X2合金結(jié)晶過(guò)程分析

（共晶合金）X2T,CtL(+)L(+)LL(+)共晶體冷卻曲線(+)PbSnT,CL+

L

+L

+183MNE(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(3)X2合金結(jié)晶過(guò)程分析

（共晶合金）X2T,CtL(13(4)X3合金結(jié)晶過(guò)程分析

（亞共晶合金）X3T,CtLL+

(+)++

Ⅱ12(+)+PbSnT,CL+

L

+L

+183MNEL+(+)+(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(4)X3合金結(jié)晶過(guò)程分析

（亞共晶合金）X3T,CtLL14標(biāo)注了組織組成物的相圖MEN

組織組成物與組織圖組織組成物：組成材料的中各個(gè)不同本質(zhì)和形態(tài)的部分。組織圖：用組織組成物填寫的相圖。組織組成物相對(duì)量的計(jì)算：杠桿定律。

標(biāo)注了組織組成物的相圖MEN組織組成物與組織圖15相圖與性能的關(guān)系合金的使用性能與相圖的關(guān)系●固溶體中溶質(zhì)濃度↑→強(qiáng)度、硬度↑●

組織組成物的形態(tài)對(duì)強(qiáng)度影響很大。組織越細(xì)密，強(qiáng)度越高。相圖與性能的關(guān)系合金的使用性能與相圖的關(guān)系●組織組成物162.合金的工藝性能與相圖的關(guān)系●鑄造性能液固相線距離愈小，結(jié)晶溫度范圍愈小（如接近共晶成分的合金），則流動(dòng)性好，不易形成分散縮孔。●鍛造、軋制性能單相固溶體合金，變形抗力小，變形均勻，易開裂。2.合金的工藝性能與相圖的關(guān)系●鑄造性能●鍛造、17銅-鎳合金勻晶相圖CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+純銅熔點(diǎn)純鎳熔點(diǎn)液相線固相線液相區(qū)固相區(qū)液固兩相區(qū)二、勻晶相圖1、銅鎳合金相圖相區(qū)分析

相圖分析(點(diǎn)、線、區(qū))

兩點(diǎn)：純組元的熔點(diǎn)

兩線：L,S相線

三區(qū)：L,α,L+α。銅-鎳合金勻晶相圖CuNiNi%T,C2040608010182、合金的結(jié)晶過(guò)程平衡結(jié)晶形核和晶粒的長(zhǎng)大能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏、成分起伏Lα+Lα?2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.固溶體合金在平衡結(jié)晶過(guò)程中，固相成分沿固相線變化，液相成分沿液相線變化2、合金的結(jié)晶過(guò)程平衡結(jié)晶形核和晶粒的長(zhǎng)大Lα+L193、杠桿定律及其應(yīng)用設(shè)合金成分為ω，合金的總質(zhì)量為m，在T溫度時(shí)，固相成分ωα，液相成分ωL，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量mα，mL注意：杠桿定律只適用于兩相區(qū);三點(diǎn)要找準(zhǔn)3、杠桿定律及其應(yīng)用設(shè)合金成分為ω，合金的總質(zhì)量為m，在T溫20例：求30%Ni合金在1280時(shí)相的相對(duì)量CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+ac30a1b1c11280C解：作成分線和溫度線如圖。6618根據(jù)杠桿定律推論，Q/

Q=a1b1/a1c1=12/48=1/4答：所求合金在1280時(shí)相的相對(duì)質(zhì)量為1/4。例：求30%Ni合金在1280時(shí)相的相對(duì)量CuNiNi21例：固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定：(a)成分為40%B的合金首先凝固出來(lái)的固體成分；(b)若首先凝固出來(lái)的固體成分含60%B，合金的成分為多少？(c)成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；(d)合金成分為50%B，凝固到某溫度時(shí)液相含有40%B，固體含有80%B，此時(shí)液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？例：固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定：(a)成分為224、合金的不平衡結(jié)晶與樹枝狀偏析

由于冷卻速度較快，合金在結(jié)晶過(guò)程中，無(wú)論固相或液相中的原子都來(lái)不及充分?jǐn)U散，這種結(jié)晶過(guò)程稱為不平衡結(jié)晶。由于各層之間的原子來(lái)不及擴(kuò)散，這種成分不均勻現(xiàn)象可保持到結(jié)晶完畢，直至室溫，這種現(xiàn)象叫枝晶偏析或樹枝狀偏析。由于一個(gè)枝晶形成一個(gè)晶粒，也叫晶內(nèi)偏析。4、合金的不平衡結(jié)晶與樹枝狀偏析由于冷卻速度較快，合23三、共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變：由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)一定成分固相的轉(zhuǎn)變。共晶相圖：具有共晶轉(zhuǎn)變特征的相圖。（液態(tài)無(wú)限互溶、固態(tài)有限互溶或完全不溶，且發(fā)生共晶反應(yīng)。)共晶組織：共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（是兩相混合物）。三、共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變：由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)一定成分24三、共晶相圖PbSnSn%T,C液相線L固相線+

L

+L

+

固溶線固溶線

1）點(diǎn)：純組元熔點(diǎn)；最大溶解度點(diǎn)；共晶點(diǎn)（是亞共晶、過(guò)共晶合金成分分界點(diǎn)）等。

2）線：液相線、固相線；溶解度曲線；共晶線等。

3）區(qū)：3個(gè)單相區(qū)；3個(gè)兩相區(qū)；1個(gè)三相區(qū)。

1.相圖分析（相圖三要素）共晶線三、共晶相圖PbSnSn%T,C液相線L固相線+252.共晶轉(zhuǎn)變分析PbSnT,CL

+

L+

L

+

共晶反應(yīng)線表示從M點(diǎn)到N點(diǎn)范圍的合金，在該溫度上都要發(fā)生不同程度上的共晶反應(yīng)。MN共晶點(diǎn)表示E點(diǎn)成分的合金冷卻到此溫度上發(fā)生完全的共晶轉(zhuǎn)變。ELE

M

+

N無(wú)論從何處開始,體系點(diǎn)達(dá)到共晶線液相組成達(dá)到E點(diǎn)2.共晶轉(zhuǎn)變分析PbSnT,CL+L+L26共晶反應(yīng)要點(diǎn)共晶轉(zhuǎn)變?cè)诤銣叵逻M(jìn)行。轉(zhuǎn)變結(jié)果是從一種液相中結(jié)晶出兩個(gè)不同的固相。存在一個(gè)確定的共晶點(diǎn)。在該點(diǎn)凝固溫度最低。成分在共晶線范圍的合金都要經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變。PbSnT,CL

+

L+

L

+

MNE共晶反應(yīng)要點(diǎn)共晶轉(zhuǎn)變?cè)诤銣叵逻M(jìn)行。PbSnT,CL27

3合金的平衡結(jié)晶及其組織（以Pb-Sn相圖為例）（1）Wsn<2％的合金凝固過(guò)程（冷卻曲線、相變、組織示意圖）。(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.3合金的平衡結(jié)晶及其組織(c)2003Brooks/C28(2)X1合金結(jié)晶過(guò)程分析（2％<Wsn<19％）MNfgX1T,CtLLLL+

冷卻曲線+

ⅡⅡ1234{PbSnT,CL+

L

+L

+183E(2)X1合金結(jié)晶過(guò)程分析（2％<Wsn<19％）MN29(3)X2合金結(jié)晶過(guò)程分析

（共晶合金）X2T,CtL(+)L(+)LL(+)共晶體冷卻曲線(+)PbSnT,CL+

L

+L

+183MNE(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.(c)2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.Thomson