5.3第五章-二元相圖化學(xué)工業(yè)

1、1) 二元相圖的分析步驟 若有穩(wěn)定化合物，則將其看作一獨(dú)立組元，把相圖分成幾個(gè)部分分析。 相區(qū)接觸法則： 二元相圖中，相鄰相區(qū)中的相數(shù)只相差一個(gè)（點(diǎn)接觸除外）。分析時(shí)首先熟悉單相區(qū)中的相，再根據(jù)相區(qū)接觸法則辨別其它相區(qū)。找出與三相共存水平線(xiàn)點(diǎn)接觸的三個(gè)單相區(qū)，確定三相平衡轉(zhuǎn)變的性質(zhì)和反應(yīng)式。在兩相平衡區(qū)，可應(yīng)用杠桿定律求出各相的相對(duì)量。5.3.4.2 二元相圖分析方法21 包晶反應(yīng) L+ 包晶反應(yīng) L+ 包晶反應(yīng) L+ 共析反應(yīng) + 共析反應(yīng) + 共析反應(yīng) + 共析反應(yīng) + 包析反應(yīng) + 包析反應(yīng) + 熔晶反應(yīng) +L 共晶反應(yīng) L+ 5.3.4.3 根據(jù)相圖推測(cè)合金的性能合金的性能取決于合金的

2、組織，而合金組織與相圖有關(guān)，所以可根據(jù)相圖預(yù)測(cè)合金平衡狀態(tài)下的一些性能。 包括： 使用性能（力學(xué)性能、物理性能等） 工藝性能（合金的鑄造 、壓力加工 、切削加工 、熱處理強(qiáng)化性能）1.使用性能(力學(xué)、物理性能) 一般形成兩相機(jī)械混合物的合金，其性能是各相性能的平均值，即性能與成分呈線(xiàn)性關(guān)系；形成固溶體合金時(shí)，其性能與成分呈曲線(xiàn)關(guān)系；形成穩(wěn)定化合物時(shí)，其性能在曲線(xiàn)上出現(xiàn)奇點(diǎn)。 固溶體合金中溶質(zhì)原子溶使使溶劑晶格發(fā)生變化(畸變)，使固溶體強(qiáng)度、硬度升高，而塑性降低，這一現(xiàn)象稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化是提高合金強(qiáng)度的方法之一，在工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。 根據(jù)相圖判斷材料的力學(xué)和物理性能 根據(jù)相圖判斷材料

3、的工藝性能 鑄造性能：根據(jù)液固相線(xiàn)之間的距離X X越大，成分偏析越嚴(yán)重（因?yàn)橐汗滔喑煞植顒e大）； X越大，流動(dòng)性越差（因?yàn)橹Оl(fā)達(dá)）； X越大，熱裂傾向越大（因?yàn)橐汗虄上喙泊娴臏貐^(qū)大）。 根據(jù)分析圍繞三條水平線(xiàn)可把FeFe3C相圖分解為三個(gè)部分考慮：左上角的包晶部分，右邊的共晶部分，左下角的共析部分。 分析點(diǎn)、線(xiàn)、區(qū)特別是重要的點(diǎn)、三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線(xiàn) 、重要的相界線(xiàn) （1）FeFe3C相圖的點(diǎn) FeFe3C相圖相圖中的各特性點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度、成分和意義如下表：A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、N、P、S、Q各點(diǎn)（2）FeFe3C相圖的線(xiàn)FeFe3C相圖有一些特性線(xiàn)，它們是由不同成分合金具有

4、相同意義的點(diǎn)連接起來(lái)的。有三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線(xiàn)，二條磁性轉(zhuǎn)變線(xiàn)(水平)和三條重要的相界線(xiàn)。A.三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線(xiàn) 包晶線(xiàn)：HJB線(xiàn)（1459），J為包晶點(diǎn)，wc=0.090.53%的Fe、C合金緩冷到HJB線(xiàn)均發(fā)生包晶反應(yīng)，即： L0.53+0.09r0.17 （LB+HrJ） 共晶線(xiàn)：ECF水平線(xiàn)（1148），C點(diǎn)為共晶點(diǎn)，wc=2.116.69%的Fe、C合金緩冷到EFC線(xiàn)均發(fā)生共晶反應(yīng)，即： L4.302.11+ Fe3C （LCE+ Fe3C） 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為和Fe3C組成的共晶混合物稱(chēng)為萊氏體（ledeburite），用Ld表示。 共析線(xiàn)：PSK水平線(xiàn)（727），S點(diǎn)為共析點(diǎn)。凡wc0.0

5、218%的Fe、C合金冷卻到PSK線(xiàn)均發(fā)生共析反應(yīng)，即： 0.770.0218 + Fe3C （SP+ Fe3C） 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為和Fe3C組成的機(jī)械混合物稱(chēng)為珠光體（pearlite），用P表示。共析轉(zhuǎn)變溫度常用A1表示。B. 兩條磁性轉(zhuǎn)變線(xiàn) 230為水平線(xiàn)為Fe3C的磁性轉(zhuǎn)變線(xiàn)，230以上Fe3Cw為順磁性，230以下為鐵磁性。常用A0表示 770為的鐵磁性轉(zhuǎn)變線(xiàn)。770以上無(wú)鐵磁性，770以下為鐵磁體。常用A2表示，又稱(chēng)居里點(diǎn)。C. 幾條重要的相界線(xiàn)(固態(tài)轉(zhuǎn)變線(xiàn)) GS線(xiàn)：A中開(kāi)始析出或全部溶入(升溫時(shí)) 的轉(zhuǎn)變線(xiàn)。常用A3表示。因這條線(xiàn)在共析轉(zhuǎn)變線(xiàn)以上，故又稱(chēng)為先共析相開(kāi)始析出線(xiàn)。常稱(chēng)為A

6、3線(xiàn)或A3溫度。 ES線(xiàn)：C在中溶解度曲線(xiàn)。常用Acm表示，稱(chēng)為Acm溫度。低于此溫度，溶解度降低，將析出Fe3C。為了區(qū)別自液(CD線(xiàn))態(tài)合金中直接析出的一次Fe3C，將中析出的Fe3C稱(chēng)為二次Fe3C。 PQ線(xiàn)：C在中溶解度曲線(xiàn)。在727時(shí)，C在中的最大溶解度0.0218%，但溫度下降，C在中溶解度下降，會(huì)析出少量的滲碳體，稱(chēng)為三次Fe3C。以區(qū)別于沿CD線(xiàn)和ES線(xiàn)析出的Fe3C。（3）FeFe3C相圖中的區(qū) 5個(gè)單相區(qū)：L、, Fe3C 7個(gè)兩相區(qū)：L+、L+、L+ Fe3C、+、+ Fe3C、+、+ Fe3C 3個(gè)三相共存區(qū)：L+ Fe3C（ECF線(xiàn)）、L+（HJB線(xiàn)）、+ Fe3C（PSK線(xiàn)） 標(biāo)注了組織組成物的相圖Fe-C 合金分類(lèi)工業(yè)純鐵 C % 0.0218 %鋼 0.0218 % C % 2.11 %亞共析鋼 0.77 %共析鋼 0.77 % 過(guò)共析鋼 0.77 %白口鑄鐵 2.11 % C % 6.69 %