相平衡-二元相图第三部分

三元合金相图习题

三元合金相图一、填空 1. 三元相图等温截面的三相区都是___________________形。 2. 图1是A-B-C三元系成分三角形的一部分，其中X合金的成分是_____________________。图1 3. 图2是三元系某变温截面的一部分，其中水平线代表________________反应，反应式为______________________ 。图2 4．图3是某三元系变温截面的一部分，合金凝固时，L+M＋C将发生_________________反应。

图3 5. 三元相图的成分用__________________________表示。 6. 四相平衡共晶反应的表达式__________________________。 7. .图6是A-B-C三元共晶相图的投影图，在常温下：合金I的组织是______________________________________ 合金II的组织是_______________________________________ 合金III的组织是______________________________________ 图4 8．三元相图有如下几类投影图 (1)_____________________________(2)________________________________(3)_______________________ ___(4)________________________________。 9. 三元系中两个不同成分合金，合成一个新合金时，则这三个合金成分点____________________________。 10. 四相平衡包共晶反应式为__________________________。 11. 三元相图垂直截面可用于分析__________________________________。 12. 三元系三条单变量线相交于__________，就代表一个__________________，并可根据单变量线箭头 _____________判断__________________。

第三章二元合金的相结构与结晶 - 答案

第三章二元合金的相结构与结晶 (一)填空题 1 合金的定义是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质。 2．合金中的组元是指组成合金最基本的、独立的物质。 3．固溶体的定义是在固态条件下，一种组元“组分”溶解了其它组元而形成的单相晶态固体 4．Cr 、V 在γ-Fe 中将形成置换固溶体。C 、N 则形成间隙固溶体。 5．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要差些。 6．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的高熔点组元。 7．共晶反应的特征是由一定成分的恶液相同时结晶出成分一定的两个固相，其反应式为 L →a+β 8．匀晶反应的特征是，其反应式为 9．共析反应的特征是，其反应式为 10．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为置换固溶体和间隙固溶体，按原子溶入量可以分为有限固溶体和无限固溶体 11．合金的相结构有固溶体和金属化合物两种，前者具有较高的塑性变形性能，适合于做基体相；后者有较高的高硬度性能，适合于做增强相 12．看图4—1，请写出反应式和相区： ABC 包晶反应 B A C L γα?+ ；DEF 共晶反应 F D C L βγ+? ；GHI 共析反应 I G H βαγ+? ； ① L +α ；② γα+ ；③βα+ ；④ βγ+ ；⑤ L +γ ；⑥ β+L ； 13．相的定义是，组织的定义是 14．间隙固溶体的晶体结构与溶剂的晶格类型相同，而间隙相的晶体结构与溶剂组元晶体结构不同。 15．根据图4—2填出：水平线反应式 E C D βαγ+? ；有限固溶体 βα、、无限固溶体 γ 。液相线，固相线，固溶线 CF 、 EG

第五章三元合金相图(习题)

第五章三元合金相图 1 根据Fe －C －Si 的3.5%Si 变温截面图（5－1），写出含0.8%C 的Fe-C-Si 三元合金在平衡冷却时的相变过程和1100℃时的平衡组织。图5－1 2 图5－2为Cu-Zn-Al 合金室温下的等温截面和2%Al 的垂直截面图，回答下列问题： 1）在图中标出X 合金（Cu-30%Zn-10%Al ）的成分点。 2）计算Cu-20%Zn-8%Al 和 Cu-25%Zn-6%Al 合金中室温下各相的百分含量，其中α相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al ，γ相成分点为 Cu-18%Zn-11.5%Al 。 3）分析图中Y 合金的凝固过程。 Y

％图5－2 3 如图5－3是A-B-C 三元系合金凝固时各相区，界面的投影图，A 、B 、C 分别形成固溶体α、β、γ。 1）写出P p ''，P E '1和P E '2单变量线的三相平衡反应式。 2）写出图中的四相平衡反应式。 3）说明O 合金凝固平衡凝固所发生的相变。

图5－3 图5－4 4 图5－4为Fe-W-C三元系的液相面投影图。写出e1→1085℃，P1→1335℃，P2→1380℃单变量线的三相平衡反应和1700℃，1200℃，1085℃的四相平衡反应式。I，II，III三个合金结晶过程及室温组织，选择一个合金成分其组织只有三元共晶。 5 如图5－5为Fe-Cr-C系含13%Cr的变温截面１）大致估计2Cr13不锈钢的淬火加热温度（不锈钢含碳量０.２％, 含Cr量13％）２）指出Cr13模具钢平衡凝固时的凝固过程和室温下的平衡组织（Cr13钢含碳量2%）３）写出（１）区的三相反应及７９５时的四相平衡反应式。图5－5 图5－6 6 如图5－6所示，固态有限溶解的三元共晶相图的浓度三角形上的投影图，试分析IV区及VI区中合金之凝固过程。写出这个三元相图中四相反应式。

二元合金相图

第二章二元合金相图纯金属在工业上有一定的应用，通常强度不高，难以满足许多机器零件和工程结构件对力学性能提出的各种要求；尤其是在特殊环境中服役的零件，有许多特殊的性能要求，例如要求耐热、耐蚀、导磁、低膨胀等，纯金属更无法胜任，因此工业生产中广泛应用的金属材料是合金。合金的组织要比纯金属复杂，为了研究合金组织与性能之间的关系，就必须了解合金中各种组织的形成及变化规律。合金相图正是研究这些规律的有效工具。一种金属元素同另一种或几种其它元素，通过熔化或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质叫做合金。其中组成合金的独立的、最基本的单元叫做组元。组元可以是金属、非金属元素或稳定化合物。由两个组元组成的合金称为二元合金，例如工程上常用的铁碳合金、铜镍合金、铝铜合金等。二元以上的合金称多元合金。合金的强度、硬度、耐磨性等机械性能比纯金属高许多，这正是合金的应用比纯金属广泛得多的原因。合金相图是用图解的方法表示合金系中合金状态、温度和成分之间的关系。利用相图可以知道各种成分的合金在不同温度下有哪些相，各相的相对含量、成分以及温度变化时所可能发生的变化。掌握相图的分析和使用方法，有助于了解合金的组织状态和预测合金的性能，也可按要求来研究新的合金。在生产中，合金相图可作为制订铸造、锻造、焊接及热处理工艺的重要依据。本章先介绍二元相图的一般知识，然后结合匀晶、共晶和包晶三种基本相图，讨论合金的凝固过程及得到的组织，使我们对合金的成分、组织与性能之间的关系有较系统的认识。 2.1 合金中的相及相图的建立在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分叫做相。液态物质为液相，固态物质为固相。相与相之间的转变称为相变。在固态下，物质可以是单相的，也可以是由多相组成的。由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金的组织。组织是指用肉眼或显微镜所观察到的材料的微观形貌。由不同组织构成的材料具有不同的性能。如果合金仅由一个相组成，称为单相合金；如果合金由二个或二个以上的不同相所构成则称为多相合金。如含30%Zn的铜锌合金的组织由α相单相组成；含38%Zn的铜锌合金的组织由α和β相双相组成。这两种合金的机械性能大不相同。合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物。 2.1.1 固溶体与复杂结构的间隙化合物 2.1.1.1 固溶体合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。与固溶体晶格相同的组元为溶剂，一般在合金中含量较多；另一组元为溶质，含量较少。固溶体用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体也可表示为A （B），其中A为溶剂，B为溶质。例如铜锌合金中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示，亦可表示为Cu（Zn）。图2.1 置换与间隙固溶体示意图 ⑴固溶体的分类 ①按溶质原子在溶剂晶格中的位置（如图2.1）分为：

第三章二元合金相图和二元合金的结晶

第三章二元合金相图和二元合金的结晶 §1 概述一、合金系由一定数量的组元配制成的不同成分的一系列合金组成的系统，称合金系。两个组元的称二元合金系，三个组元的称三元合金系。例如,Cu-Ni是二元合金系，而Pt-Pd-Rh是三元合金系。二、什么是合金相图合金相图是表示平衡状态下合金系的合金状态和温度、成分之间关系的图解。该定义中，“平衡状态”是指一定条件下，合金自由能最低的稳定状态；而“合金状态”是指合金由哪些相组成，各相的成分及其相对含量是多少。三、合金相图的作用利用合金相图可以了解各种成分的合金，在一定温度的平衡条件下，存在哪些相、各相的成分及其相对含量。但它不能指出相的形状、大小和分布状况，即不能指出合金的组织状况。尽管如此，如果能把相图和相变机理、相变动力学结合起来，那么相图便可成为分析组织形成和变化的有利工具，成为金属材料生产、科研的重要参考资料，因此，相图是金属学的重要内容之一。 §2二元合金相图的建立一. 二元合金相图的表示方法 1.用平面坐标系表示二元合金系物质的状态通常由成分、温度和压力三个因素确定。由于合金的熔炼、结晶都是在常压下进行的，所以，合金的状态可由成分和温度两个因素确定。对于二元合金系来说，一个组元的浓度一旦确定，另一个组元的浓度也随之而定，因此成分变量只有一个，另一个变量是温度，所以用平面坐标系就可以表示二元合金系。通常用纵坐标代表温度，横坐标代表成分。成分多用重量百分比来表示。（如图3.1所示），横坐标的两个端点A、B代表组成合金的两个组元。 2.二元合金相图中的表象点和表象线在二元合金相图中，平面上任意一点称为表象点。其坐标值表示合金的成分和温度。例如图中的E点表示合金由40%的B组元和60%的A组元组成，合金的温度为500℃。在二元相图上，过合金成分点的垂线，称合金的表象线。二. 二元合金相图的测定方法建立相图的方法有两种：实验测定和理论计算。目前使用的相图大多是用实验方法建立的。实验方法有多种，如：热分析法、金相法、膨胀法等。现以Cu—Ni合金为例，介绍用热分析法测定二元合金相图的过程。三.相律及其应用 1.相律相律是表示平衡状态下，系统自由度数、组元数和相数三者之间的关系的定律，它可用下列数学表达式来表示： c f =p 2 + -

简单二元系统相图的绘制

实验一简单二元系统相图的绘制一、目的与要求： 1．用热分析法测绘P b -S n 二元金属相图。 2．了解热分析法的测量技术与热电偶测量温度的方法。二、原理：相图是多相体系处于相平衡状态时体系的某物理性质（如温度）对体系的某一自变量（如组成）作图所得的图形，图中能反映出相平衡的情况（相对数目及性质等），故称为相图。二元或多元体系的相图常以组成为自变量其物理性质则大多取温度。由于相图能反映出多相平衡体系在不同自变量条件下的相平衡情况，因此，研究多相体系的性质以及多相体系相平衡情况的变化，都要用到相图。图1-1是一种类型的二元简单低共熔物相图，图中A 、B 表示二个组分的名称，纵轴是物理量温度T ，横轴是组分B 的百分含量B%，在acb 线的上方，体系只有一个相（液相）存在，在ecf 以下，体系有二个相（晶体A 和B ）存在，在ace 包围的面积中，一个固相（A ）和一个液相（A 在B 中的饱和熔化物）共存，在bef 所包围的面积中，也是一个固相（B ）和一个液相（B 和A 中的饱和熔化物）共存。图中C 是ace 与bef 两个相区的交点，有三相（晶相A 、晶相B 、饱和熔化物）共存。所以测绘相图就是要将相图中这些分隔相区的线画出来。常用的方法就是热分析实验法。热分析法所观察的物理性质是被研究体系的温度，将体系加热熔融成一均匀液相，然后让体系缓慢冷却，并每隔一定时间读体系温度一次，所以得历次温度值对时间作图，得一曲线，一般称为步冷曲线或冷却曲线。在冷却过程中，若体系发生相变，就伴随着一定热效应，因此步冷曲线的斜率发生变化而出现转折点，所以这些转折点温度就相当于被测体系在相图中分隔线上的点子，若图1-2是图1-1中组成为P 的体系步冷曲线，则点2、3就分别相当于相图中的点G 、H 。因此，取一系列组成不同的体系，作出它们的步冷曲线，求出各转折点，即能画出二元体系的最简单相图（对复杂的相图，还必须配合其它方法，方能画出）。从相图定义可知，用热分析法测绘相图的要点有： 1．被测体系必须时时处于或非常接近于相平衡状态。因此，体系冷却时，冷却速度必须足够慢，以保证上述条件近于实现。 2．测定时被测体系的组成必须与原来配制样品时的组成值一致，如果测定过程中样品处于不均匀或样品发生氧化变质。这一要求就不能实现。 3．测得的温度值必须能真正反映体系所测时间的温度值，因此，测温仪器的热容必须H P 5 G a b 冷却曲线 Bi(s L+Bi(s) L A B t T T B% a b c e f 1 2 3 4 图1-2 图1-1

第三章二元合金相图和合金的凝结

第三章二元合金相图和合金的凝固一．名词解释相图、相律、匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、包析转变、异晶转变、平衡结晶、不平衡结晶、异分结晶、平衡分配系数、晶内偏析、显微偏析、区域偏析、区域提纯、成份过冷、胞状组织、共晶组织、亚共晶组织、过共晶组织、伪共晶、离异共晶、二．填空题 1.相图可用于表征合金体系中合金状态与和之间的关系。 2.最基本的二元合金相图有、、。 3.根据相律，对于给定的金属或合金体系，可独立改变的影响合金状态的内部因素和外部因素的数目，称为，对于纯金属该数值最多为，而对于二元合金该数值最多为。 4.典型的二元合金匀晶相图，如Cu-Ni 二元合金相图，包含、两条相线，、、三个相区。 5.同纯金属结晶过程类似，固溶体合金的结晶包括和两个基本过程。 6.勻晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为________ 。 7.共晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为___________ _。 8.共析反应的特征为_____________，其反应式可描述为_____________。 9.金属或合金在极缓慢冷却条件下进行的结晶过程称为。纯金属结晶时所结晶出的固相成分与液相成分，称为；而固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分，称为。10.固溶体合金经不平衡结晶所产生的两类成分偏析为、。11.固溶体合金产生晶内偏析的程度受到溶质原子扩散能力的影响，若结晶温度较高，溶质原子的扩散能力小，则偏析程度。如磷在钢中的扩散能力较硅小，所以磷在钢中的晶内偏析程度较，而硅的偏析较。12.固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，结晶树枝主轴含有较多的________组元。严重的晶内偏析降低合金的，为消除枝晶偏析，工业生产中广泛采用的方法。13.根据区域偏析原理，人们开发了，除广泛用于提纯金属、金属化合物外，还应用于半导体材料及有机物的提纯。通常，熔化区的长度，液体管架设技不同习题电统启高中资高中资资料免不保护置高中资料

第三章二元合金相图和合金的凝固

第三章二元合金相图和合金的凝固一．名词解释相图、相律、匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、包析转变、异晶转变、平衡结晶、不平衡结晶、异分结晶、平衡分配系数、晶内偏析、显微偏析、区域偏析、区域提纯、成份过冷、胞状组织、共晶组织、亚共晶组织、过共晶组织、伪共晶、离异共晶、二．填空题 1.相图可用于表征合金体系中合金状态与和之间的关系。 2.最基本的二元合金相图有、、。 3.根据相律，对于给定的金属或合金体系，可独立改变的影响合金状态的内部因素和外部因素的数目，称为，对于纯金属该数值最多为，而对于二元合金该数值最多为。 4.典型的二元合金匀晶相图，如Cu-Ni二元合金相图，包含、两条相线，、、三个相区。 5.同纯金属结晶过程类似，固溶体合金的结晶包括和两个基本过程。 6.勻晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为________ 。 7.共晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为___________ _。 8.共析反应的特征为_____________，其反应式可描述为_____________。 9.金属或合金在极缓慢冷却条件下进行的结晶过程称为。纯金属结晶时所结晶出的固相成分与液相成分，称为；而固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分，称为。 10.固溶体合金经不平衡结晶所产生的两类成分偏析为、。 11.固溶体合金产生晶内偏析的程度受到溶质原子扩散能力的影响，若结晶温度较高，溶质原子的扩散能力小，则偏析程度。如磷在钢中的扩散能力较硅小，所以磷在钢中的晶内偏析程度较，而硅的偏析较。 12.固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，结晶树枝主轴含有较多的________组元。严重的晶内偏析降低合金的，为消除枝晶偏析，工业生产中广泛采用的方法。 13.根据区域偏析原理，人们开发了，除广泛用于提纯金属、金属化合物外，还应用于半导体材料及有机物的提纯。通常，熔化区的长度，液体

三元相图练习题

三元相图练习题1 一、在如图所示的相图中完成下面各个问题。（25分） 1. 直接在给定图中划分副三角形； 2. 直接在给定图中用箭头标出界线上温度下降的方向及界线的性质； 3. 判断化合物D 和M 的性质； 4. 写出各无变量点的性质及反应式； 5. G 点的析晶路程； 6. 组成为H 的液相在完全平衡条件下进行冷却，写出结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。解： 1、见图； 2、见图； 3、 D ，一致熔融二元化合物，高温稳定、低温分解； M ，不一致熔融三元化合物； 4、 E1，单转熔点，M C A L +?+ E2，低共熔点，M B C L ++? E3，单转熔点，M B A L +?+ E4，过渡点，B A D L +?→← 5、 6、过H 点做副三角形BCM 的两条边CM 、BM 的平行线HH 1、HH 2，C%=BH 2/BC ×100%，B%=CH 1/BC ×100%，C%=H 1H 2/BC ×100% 1 没有心脏我还可以思念你没有下体我还可以燃烧你 ■■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■■■ L ? A f= 2 熔体G L f= 3 G[B ，(B)] 1[B,B+(A)] L ?A ＋B f=1 E 3[2,A+B+(M)] L ＋A ?B ＋M f=0 E 3[3,A 消失+B ＋M] L ? B ＋M f=2 E 2[4, B ＋M +(C)] L ?M ＋C ＋B f=0 E 2(L 消失)[G,M+B+C]

二（20分）下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。试： 1、画出有意义的付三角形； 2、用单、双箭头表示界线的性质； 3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式； 4、写出M熔体的冷却平衡结晶过程； 5、为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？

第8章-三元相图-笔记及课后习题详解(已整理-袁圆-2014.8.7)汇总

第8章三元相图 8.1 复习笔记一、三元相图的基础三元相图的基本特点：完整的三元相图是三维的立体模型；三元系中的最大平衡相数为四。三元相图中的四相平衡区是恒温水平面；三元系中三相平衡时存在一个自由度，所以三相平衡转变是变温过程，反应在相图上，三相平衡区必将占有一定空间。 1．三元相图成分表示方法（1）等边成分三角形图8-1 用等边成分三角形表示三元合金的成分三角形内的任一点S都代表三元系的某一成分点。（2）等边成分三角形中的特殊线 ①等含量规则：平行于三角形任一边的直线上所有合金中有一组元含量相同，此组元为所对顶角上的元素。 ②等比例规则：通过三角形定点的任何一直线上的所有合金，其直线两边的组元含量之比为定值。 ③背向规则：从任一组元合金中不断取出某一组元，那么合金浓度三角形位置将沿背离此元素的方向发展，这样满足此元素含量不断减少，而其他元素含量的比例不变。 ④直线定律：在一确定的温度下，当某三元合金处于两相平衡时，合金的成分点和两平衡相的成分点必定位于成分三角形中的同一条直线上。（3）成分的其他表示方法： ①等腰成分三角形：两组元多，一组元少。 ②直角成分坐标：一组元多，两组元少。 ③局部图形表示法：一定成分范围内的合金。 2．三元相图的空间模型

图8-2 三元匀晶相图及合金的凝固（a）相图（b）冷却曲线 3．三元相图的截面图和投影图（1）等温截面定义：等温截面图又称水平截面图，它是以某一恒定温度所作的水平面与三元相图立体模型相截的图形在成分三角形上的投影。作用：①表示在某温度下三元系中各种合金所存在的相态； ②表示平衡相的成分，并可以应用杠杆定律计算平衡相的相对含量。图8-3 三元合金相图的水平截面图（2）垂直截面定义：固定一个成分变量并保留温度变量的截面，必定与浓度三角形垂直，所以称为垂直截面，或称为变温截面。常用的垂直截面有两种： ①通过浓度三角形的顶角，使其他两组元的含量比固定不变； ②固定一个组元的成分，其他两组元的成分可相对变动。图8-4 三元相图的垂直截面图

第二章相图练习题

第二章相图一、名词解释：三元系相图中的液相面，三元系相图中的等温线，相图中的无变量点，三元系相图中的初晶面二、其它 1、相律是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。冶金炉渣三元系的相律表达式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、表示三元系的组成用浓度三角形，浓度三角形内的等含量规则是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3、三元系的组成用浓度三角形来表示，浓度三角形中的等比规则是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。在冶金渣三元系中，若自由度为零，则一定是＿＿＿＿＿相共存。 4．三元系相图中的等温线表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，相图中等温线之间相距越近的区域，则说明该区间炉渣组成的改变对＿＿＿＿＿＿＿影响大。 5．三元相图中三元共晶点有＿＿＿＿＿＿＿＿相平衡共存，自由度为＿＿＿。 6．在冶金三元系渣相图中，自由度为零时，相数为＿＿＿＿＿；四相平衡的三元共晶点处的自由度为＿＿＿＿＿，其析晶反应可以表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 7．通常对冶金炉渣，相律的表达式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，由此推导出三元冶金炉渣系中最多可能存在的相数为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，此时的自由度为＿＿＿。 8、如图，回答下列问题：（1）写出P 点的结晶反应式。（2）指出自由度为零的点。（3）写出E e 3线上发生的结晶反应式。

8、如图1所示，回答下列问题：（1）指出化合物D 的稳定性。（2）相图中三角形ADB 区（即分三角形ADB ）可以似为哪一类基本相图？（3）写出1E 点、23e E 线、51e E 线的析晶反应式，并指出其中自由度为零的点或线 9．如下所示的相图。回答下列问题：

第3章第三章二元合金相图和合金的凝固作业

第三章二元合金相图和合金的凝固一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。 2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？

答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。 4. 相图分折有哪几步？答：以稳定化合物为独立组元分割相图并分析；熟悉相区及相；确定三相平衡转变性质。三、绘图题绘图表示铸锭宏观组织三晶区。四、书后习题 1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。 3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组

第三章二元合金的相结构与结晶

第三章二元合金的相结构与结晶 (一)填空题 1 合金的定义是 2．合金中的组元是指。 3．固溶体的定义是 4．Cr、V在γ-Fe中将形成固溶体。C、N则形成固溶体。 5．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要些。 6．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的组元。7．共晶反应的特征是，其反应式为 8．匀晶反应的特征是，其反应式为 9．共析反应的特征是，其反应式为 10．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为，按原子溶入量可以分为和11．合金的相结构有和两种，前者具有较高的性能，适合于做相；后者有较高的性能，适合于做相 12．看图4—1，请写出反应式和相区： ABC ；DEF ；GHI ； ①；②；③；④；⑤；⑥； 13．相的定义是，组织的定义是 14．间隙固溶体的晶体结构与相同，而间隙相的晶体结构与不同。 15．根据图4—2填出：水平线反应式；有限固溶体、无限固溶体。液相线，固相线，固溶线、

16．接近共晶成分的合金，其性能较好；但要进行压力加工的合金常选用的合金。 17．共晶组织的一般形态是。 (二)判断题 1．共晶反应和共析反应的反应相和产物都是相同的。( ) 2．铸造合金常选用共晶或接近共晶成分的合金，要进行塑性变形的合金常选用具有单相固溶体成分的合金。( ) 3．合金的强度与硬度不仅取决于相图类型，还与组织的细密程度有较密切的关系。( ) 4．置换固溶体可能形成无限固溶体，间隙固溶体只可能是有限固溶体。( ) 5．合金中的固溶体一般说塑性较好，而金属化合物的硬度较高。( ) 6．共晶反应和共析反应都是在一定浓度和温度下进行的。( ) 7．共晶点成分的合金冷却到室温下为单相组织。( ) 8．初生晶和次生晶的晶体结构是相同的。( ) 9．根据相图，我们不仅能够了解各种合金成分的合金在不同温度下所处的状态及相的相对量，而且还能知道相的大小及其相互配置的情况。( ) 10．亚共晶合金的共晶转变温度与共晶合金的共晶转变温度相同。( ) 11．过共晶合金发生共晶转变的液相成分与共晶合金成分是一致的。( ) (三)选择题 1．固溶体的晶体结构是 A．溶剂的晶型B．溶质的晶型 C 复杂晶型D．其他晶型 2 金属化合物的特点是 A．高塑性B．高韧性 C 高硬度D．高强度 3．当匀晶合金在较快的冷却条件下结晶时将产生 A．匀晶偏析 B 比重偏C．枝晶偏析D．区域偏析 4．当二元合金进行共晶反应时，其相组成是 A．由单相组成 B 两相共存 C 三相共存D．四相组成 5．当共晶成分的合金在刚完成共晶反应后的组织组成物为 A. α+βB．(α＋L) C．(α+β) D．L＋α+β 6．具有匀晶型相图的单相固溶体合金B A．铸造性能好B．锻压性能好 C 热处理性能好D．切削性能好 7．二元合金中，共晶成分的合金 A．铸造性能好 B 锻造性能好 C 焊接性能好D．热处理性能好 8．共析反应是指 A．液相→固相Ⅰ+固相Ⅱ B 固相→固相Ⅰ+固相Ⅱ C．从一个固相内析出另一个固相 D 从一个液相中析出另一个固相 9．共晶反应是指

东南大学《材料科学基础ii》三元相图习题1.doc

1.根据所示的三元相图综合投影图，用热分析曲线表示图中成分为M和N的材料在平衡冷却过程中发生的组织转变。 2.已知A-B-C三种元素在液态无限互溶，而在固态有限互溶，三元系在固态只含 a、（3、Y三个相。A、B、C的熔点分别为900°C、1200°C和1000°Co系统在下列温度和成分处有恒温反应：温度°C L a A B C A B C 1100 35 65 1000 70 30 50 50 950 45 20 35 50 40 10 800 50 50 80 20 温度°C P Y A B C A B C 1100 93 7 55 45 1000 10 90 950 12 80 8 10 45 45 800 30 70 各相的溶解度为: 固溶体溶解度 945°C 室温 a 50%A-40%B-10%C 60%A-35%B-5%C p 12%A-80%B-8%C 3%A?95%B-2%C Y 10%A-45%B-45%C 5%A?40%B?55%C

组成三元相图的三个二元系的相在室温下溶解度为请根据上述条件解决以下问题：（1）画出系统的综合投影图；（2）说明每个恒温反应的类型；（3）画出成分为30%A.55%B.15%C的合金凝固过程的热分析曲线，并计算该合金在945°C时各相的相对百分数；（4）画出成分为20%A-35%B-45%C合金凝固过程的热分析曲线。

二元合金相图的定义、作用及建立(精)

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程二元合金相图的定义、作用及建立主讲教师：张琳西安航空职业技术学院

二元合金相图的定义、作用及建立合金的结晶同纯金属的结晶一样，也遵循形核与长大的基本规律。但由于合金成分中包含有两个以上的组元，其结晶过程除受温度影响外，还受到化学成分及组元间不同作用等因素的影响，故结晶过程比纯金属复杂。通常用合金相图来分析合金的结晶过程。合金相图也称为平衡图或状态图。它是表示在平衡条件下（极其缓慢冷却）合金状态、成分和温度之间关系的图形。根据相图可以了解在平衡状态下不同成分合金在不同温度下所存在的相，还可以了解合金在缓慢加热和冷却过程中的相变规律。根据组元数, 相图分为二元相图、三元相图和多元相图，如图1所示。（a） Fe-Fe3C二元相

（b ）三元相图图1 相图的分类在生产实践中，相图是分析合金组织及变化规律的重要工具，也是确定热加工工艺的重要依据。它具有下列用途：由材料的成分和温度预知平衡相；材料的成分一定而温度发生变化时分析其他平衡相变化的规律；估算平衡相的数量；预测材料的组织和性能。常压下，二元合金的结晶状态取决于温度和成分两个因素，所以二元合金相图一般用温度及成分组成的平面坐标系表示。二元合金相图建立的方法有热分析法、热膨胀法、金相分析法、磁性法、电阻法、X 射线晶体结构分析法等，其中最常用的是热分析法，图2为热分析法绘制的相图。下面以Cu-Ni 合金为例，介绍利用热分析法建立二元合金相图的过程: （1）配制一系列不同成分的铜-镍合金：①Cu w =100％；②Cu w =80％，Ni w =20％；③Cu w =60％，Ni w =40％；④Cu w =40％，Ni w =60％；⑤Cu w =20％，

第六章三元相图作业答案

第六章三元相图作业答案 ChaPter 6 Ternary PhaSe Diagram 作业 1: 30kg 成分为 O (20%A , 50%B , 30%C )的合金与 IOkg 成分为 Z (20%A , 10%B , 70%C )的合金熔化在一起后，形成新合金X,试求X 合金中A 、B 、C 组元的含量各是多少，并在浓度三角形中标出各合金。解答： 30 X B _ 10 70-X c 10 50 -X B X C -30 X B %=4O% X C %=4O% X A %=2O% 作业2:某三元合金 K 在温度为t1时分解为B 组元和液相两个相的相对量 W B = 2。已知合金K 中A 组元和C 组元重量比为3,液相含 B 量为40%，试求合金K 的成分。

解答: W B 2 KL X B -40 W L ^ 一 BK 一 100 - X B 3X B =240 X B =80% X A ∕X C =3 故 X A =15% X C =5% 作业3: A 、 B 、 C 三组元固态完全不互溶，右图为其三元相图投影图。已知合金O 的成分为80% A 10% B 、10% C , a 点的成分为 60% A 、20% B 、20% C, E 点的成分为 50% A 10% B 40 % CO (1) 写出图中合金I 和P 的室温平衡组织。 (2) 简要写出合金 O 的结晶过程和室温平衡组织。 (3) 计算室温下合金 O 的组织组成物的相对含量。 X B -40=200-2X B 已知 X A +XB=100%-80%=20%

解: (1) I : B+ (A+B+C / / \ P: ( B+Q + (A+B+C ， / t?C? (2) 合金O加热到液相面温度以上后，缓慢降温，首先遇到液相面Ae i Ee s A,开始结晶出初晶A,这时液相的成分等于合金成分，两相平衡相联结线的投影是Ao线。继续冷却时，不断析出初晶A，液相中A组元的含量不断减少，B、C组元的含量不断增加，液相成分沿AO的延长线变化。当液相成分到达a点时，开始发生三相共晶转变，L→( A+B)。此后在温度继续下降时，液相中不断凝固出两相共晶(A+B ,液相成分沿aE线变化，直到E点发生四相共晶转变L →( A+B+C。在略低于E点温度凝固完毕，不再发生其它转变。故合金在室温下的 )+ (A+B+C。(3 分) 平衡组织为A+ ( A+E (3) 作aD∕∕BC, OF//BC, aM∕∕AB , EN//AB ,延长Ea交AB于q A% - Oa DF 100-60 - (100 -80)= 50%(1分) Aa AD100-60 Ea MN40—20 (A B)% 二(1-A%) =0.5 0.5 25%(1 分) Eq AN40 (A+B+C)%=1-A%-(A+B)%=25% (1 分) 作业4图示为A、B两组元固态完全不溶解、C组元固态部分溶解的三元相图的投影图。 (1).假定T A>T B>T c>T e1>T e3>T e2>T E,画出T 温度(T e3>T>T e2)的等温截面图, 并标注出各相区；(5分) (2).画出XY变温截面图，并标注出各相区；(5分) (3).分析合金O的相变过程。(2分)

相平衡与相图的教学体会

相平衡与相图的教学体会中国地质大学(北京)　邓雁希Ξ 摘　要:相平衡与相图是无机材料物理化学中非常重要的一部分内容,本文介绍了作者在该内容的教学实践中,不断进行教学内容和教学方法改革探索,激发学生学习的主动性,重视学生能力培养的体会。关键词:相平衡与相图　教学体会相图,也叫平衡图、组成图或状态图,是处于平衡状态下系统的组分、物相和外界条件相互关系的几何描述。相图在许多科学技术领域已成为解决实际问题不可缺少的工具,例如在化学、化工、矿物、地质和物理等领域中的应用十分广泛。在材料领域也十分重要,例如,几种化合物混合在一起能合成出什么(即往什么方向进行)?最后能得到多少预计的相组成(即限度)?这是材料制备过程中人们迫切关心的问题,而相图能有效和方便地解决这类问题。因此,相图对于材料科学工作者的作用如同地图对于旅行者那样重要,相图与相平衡的研究就成为解决新材料研制的重要课题。但是,教学实践表明,学好相图是很难的,尤其是多元平衡相图大多数具有非常复杂的空间结构,需要学生具有较强的空间想象力,有的学生从刚开始就没能理解其真谛,结果随着学习相图种类的增加和复杂,其学习难度也随之增大。因此,如何使学生能够更多地了解和认识多元系统相平衡与相图的基本理论和规律,掌握分析和阅读实际复杂三元相图的方法和技巧,会用相图基本原理分析单元、二元、三元系统专业相图的相变化规律,了解其实际应用,是教师在授课过程中必须解决的问题。在教学的过程中,笔者有如下的思考和体会。一、激发学生对学习相图的兴趣兴趣是最好的老师,人只有对某一学问或者课程有了浓厚的兴趣,才会有学习的动力和毅力,学习效率才会高,所掌握的知识才能牢固,才可能会应用知识。一个人的能力发展也是与兴趣密切相关的,任何行业的成功者,都是以兴趣为基础的。诺贝尔还在童年时代就受父亲的影响,对实验产生了浓厚的兴趣。这对他后来成为伟大的科学家产生了很大的影响。因此,在相图教学过程中,教师有责任培养学生对于相图学习的兴趣,让学生学会学习,培养他们的学习能力、学习方法、学习欲望和学习动力。相平衡与相图这部分内容与我们的生活息息相关,各种与相平衡有关的现象随处可见。滑冰者可以在冰上潇洒地滑过(尽管冰实际上并不是很光滑的);盐撒在结冰的路面上可以把冰除去;水和油不能混合;糖加到冰水里只有少部分溶解,而加到热茶里却很快溶解。这些奇妙的现象激起学生的兴趣后,就能促使他们去学习相平衡与相图的有关知识。相图在许多科学技术领域中也已经成为解决实际问题不可缺少的工具,例如在开发新材料过程中,往往要研究用什么材料在什么条件下形成什么相,预计获得什么性能,而相图可以帮助我们选择配料方案及工艺制度,合理分析生产过程中质量问题、产生的原因以及帮助我们进行新材料的研制。因此,在教学过程中,特别注意把理论知识和生活中的实践结合起来,使学生认识到理论学习有助于实际问题的解决,以此加强学生对相图的兴趣以及学习的动力。二、注重基础,掌握基本概念和基本规律相平衡与相图部分在无机材料物理化学课程中占有非常重要的地位,教学大纲中要求学生掌握基本相图类型的构成、特点、静态和动态分析,并且能够分析实际的专业相图。而这些内容具有较强的理论性,涉及的概念和规律非常多,它们往往是学生学好相图的障碍。为此,在教学中特别注意对基础知识、基本概念和基本规律的掌握,并且强调这些基础知识的灵活应用。教学实践表明,只要学生掌握了这些有关的基本概念和基本规律,学好复杂相图并且能够灵活应用是不难的。例如,在这部分内容中,“吉布斯相律(f =C -P +n )”贯穿其中, 1 6Ξ邓雁希,中国地质大学(北京)材料科学与工程学院,讲师。 2004年第2期中国地质教育 CHIN ESE GEOLO GICAL EDUCA TION

二元三元相图常考例题

0039. 具有不一致熔融二元化合物的二元相图如下图，在低共熔点E 发生如下析晶过程：L A+C ，已知E 点的B 含量为20%，化合物C 的B 含量为64%。今有C 1，C 2两种配料，已知C 1中B 含量是C 2中B 含量的1.5倍，且在高温熔融冷却析晶时，从该二配料中析出的初相（即达到低共熔温度前析出的第一种晶体）含量相等。请计算C 1，C 2的组成。解：设C 2中B 含量为x, 则C 1中B 含量为1.5x ，由题意得：所以C1组成B 含量为26％，C2组成B 含量为17.3％。 0040. 已知A 和B 两组份构成具有低共熔点的有限固溶体二元系统。试根据下列实验数据绘制概略相图：A 的熔点为1000℃，B 的熔点为700℃。含B25％的试样在500℃完全凝固，其中含73 ％初相S A(B)和26 ％S A(B)+S B(A)共生体。含B50％的试样在同一温度下凝固完毕，其中含40％初相S A(B)和60％ S A(B)+S B(A)共生体，而S A(B)相总量占晶相总量的50％。实验数据均在平衡状态时测定。分析：要绘制相图必须求出C 、D 、E 三点。因而由题分析此两种组成点必在CE 间。解：设C 点含B 为x%,E 点含B 为y%，点含B 为z%，由题意得关系式： 25173%3 5040%5050%y y x y y x z z x -=--=--=- 解得：x=5.1 y=79.9 z=94.9由此可确定C 、D 、E 三点的位置，从而绘出其草图。 b L+A L+ A m B n A+ A m B n A m B n +B A A m B n B L+B T a E P D C 2 C 1 y x z B% x 17.3 1.5x 26==解得B%

第8章_三元相图_笔记及课后习题详解(已整理_袁圆_2014.8.7)

8.1 复习笔记一、三元相图的基础三元相图的基本特点：完整的三元相图是三维的立体模型；三元系中的最大平衡相数为四。三元相图中的四相平衡区是恒温水平面；三元系中三相平衡时存在一个自由度，所以三相平衡转变是变温过程，反应在相图上，三相平衡区必将占有一定空间。 1．三元相图成分表示方法（1）等边成分三角形图8-1 用等边成分三角形表示三元合金的成分三角形内的任一点S都代表三元系的某一成分点。（2）等边成分三角形中的特殊线 ①等含量规则：平行于三角形任一边的直线上所有合金中有一组元含量相同，此组元为所对顶角上的元素。 ②等比例规则：通过三角形定点的任何一直线上的所有合金，其直线两边的组元含量之比为定值。 ③背向规则：从任一组元合金中不断取出某一组元，那么合金浓度三角形位置将沿背离此元素的方向发展，这样满足此元素含量不断减少，而其他元素含量的比例不变。 ④直线定律：在一确定的温度下，当某三元合金处于两相平衡时，合金的成分点和两平衡相的成分点必定位于成分三角形中的同一条直线上。（3）成分的其他表示方法： ①等腰成分三角形：两组元多，一组元少。 ②直角成分坐标：一组元多，两组元少。 ③局部图形表示法：一定成分范围内的合金。

2．三元相图的空间模型图8-2 三元匀晶相图及合金的凝固（a）相图（b）冷却曲线 3．三元相图的截面图和投影图（1）等温截面定义：等温截面图又称水平截面图，它是以某一恒定温度所作的水平面与三元相图立体模型相截的图形在成分三角形上的投影。作用：①表示在某温度下三元系中各种合金所存在的相态； ②表示平衡相的成分，并可以应用杠杆定律计算平衡相的相对含量。图8-3 三元合金相图的水平截面图（2）垂直截面定义：固定一个成分变量并保留温度变量的截面，必定与浓度三角形垂直，所以称为垂直截面，或称为变温截面。常用的垂直截面有两种： ①通过浓度三角形的顶角，使其他两组元的含量比固定不变； ②固定一个组元的成分，其他两组元的成分可相对变动。