二元相图的基本类型与分析

由于偏晶合金的二元相图中存在一个两液相不混溶区，在不混溶区内初始液相会很快形成不同组元富集的两液相。1．2偏晶合金的凝固机理--------------------------page 5------------------------------东南人学硕论文1．2．1偏晶合金的凝固特点偏晶合金也称难混溶合金，是指存在由一液相转变为另一液相和同相的偏晶反应(ll—sl+l2)的一类合金，这类合金的最显著特点是在其二元相图中存在一个两液相不混溶区，在不混溶区内两种成分不i一的液相平衡共存，有一个可以忽略的互溶度。对于成分位于m点左侧的合金即亚偏晶合金，当温度低于液相线时首先发生匀晶转变析出初生固相s1，当温度达到tnl时发生偏晶反应ll—s1+k。

月日第周星期课次备课区备注区例如： Al-Si Al-Sn Pb-Bi 等 相图分析： 相： α 相： Sn 溶于 Pb 中的有限固溶体。 β 相： Pb 溶于 Sn 中的有限固溶体。 主要点、 线的含义： d 点： 共晶点 cde 水平线: 共晶反应线 cf 线: Sn 在 Pb 中的溶解度线(或α 相的固溶线) 。 合金从高温 冷却时, 碰到此线， 从 α 相中析出 β 相。 从固态 α 相中析出的 β 相称为β II。 eg 线: Pb 在 Sn 中溶解度线(或 β 相的固溶线) 。 合金从高温冷 却时, 碰到此线, 从β 中析出α II相。 1、 平衡结晶过程 ①成分在 fc’ 之间的合金 I 的平衡结晶过程 1 点以上： 合金为液相 L月日第周星期课次备课区备注区1-2 之间： 合金发生匀晶反应: L→α , 2-3 之间： 合金全部结晶为α 固溶体 3 点以下： 由于 Sn 在α 中的溶解度沿 cf 线降低, 从α 中析出β II 合金室温组织： α +β II ②成分为 e 点的合金 II 的平衡结晶过程 合金冷却到 1 点温度（Td）： 共晶反应： 一种液相在恒温下同时结晶出两种固相的反应叫做共晶反应。

在一定温度 下，由一定成分的液相同时结晶出两个成分和结构都不相同的新固相的转变过程称为共晶反应。共晶反应：具有一定成分的液相在恒温下同时结晶出两个具有一定成分和结构的固相的反应为共晶反应。i、蒸发和结晶 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法.结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物.结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出.加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅.当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离nacl和kno3混合物.。

当刚冷却到 2 点时, 合金由α C相和 Ld组成共晶线的含义， 发生共晶反应： α 相不变化。共晶反应结束时, 合金组织为 α + (α +β ) 。 2 点以下： 从 α 中析出 β II , 合金室温组织： α +β II+ （α +β ） ④成分在 d’ e’ 之间的合金 IV 的平衡结晶过程 合金室温组织： β +α II + （α +β ） 2、 相图表达为组织图 f～g 之间的合金 室温的相： α 、 β 室温的组织： α +β II； α +β II+（α +β ） ； （α +β） ； β +α II+（β +α ）； β +α II。 为了反映合金在室温时的组织情况， 把相图转换为组织图。 组织中各个不同形态的组成部分叫做组织组成物月日第周星期课次备课区备注区Pb-Sn 合金组织图 3、 利用杠杆定律计算共晶体的相对量 且（α +β ） 在冷却中保持不变 ∵∴ （α +β ） ％（室温） = Ld％(Td) 三、 包晶相图 包晶相图： 两组元在液态下无限溶解， 在固态下不能无限溶解， 并有包晶转变的相图。

例如： Pt-Ag、 Ag-Sn、 Sn-Sb 合金具有包晶相图 1、 相图分析：月日第周星期课次备课区备注区相： Ag 溶于 Pt 中的有限固溶体α 相; Pt 溶于 Ag 中的有限固溶体β 相 主要点、 线的含义： e 点： 包晶点 e 点含义: e 点成分的合金冷却到 e 点所对应的温度(包晶 温度) 时发生包晶反应：包晶相图的普遍规律： d 点成分的 L 与 c 点成分的α ， 在包晶温度时， 必然出平衡结晶时都会发生包共晶反应 cf 线： Ag 在α 中的溶解度线 eg 线： Pt 在β 中的溶解度线 2、 平衡结晶过程 合金 1 的平衡结晶过程: 1-2 之间: L→α α 相成分沿 ac 线变化, L 相成分沿 ad 线变化。 冷到 2 点温度时由α c 相 Ld 相组成。 发生包晶反应： 2 点以下： 从β 中析出α II 室温组织为： β +α II月日第周星期课次备课区备注区四、 合金的性能与相图的关系 合金的性能取决于它的成分和组织, 相图则可反映不 同 成分的合金在室温时的平衡组织。

因 此, 具有平衡组织 的合金的性能与相图之间 存在着一定的对应关 。 1、 固溶体中溶质的溶入量越多, 晶格畸变越大, 则合金的强度、 硬度越高。 当溶质原子含量大约为 50%时, 强度、 硬度达到极 大值。 2、 两相组织合金的机械性能和物理性能与成分呈直线关系变化, 两相单独的性能已知后, 合金的某些性能可按组成相性能依百 分含量的关系叠加的办法求出。 例如硬度：HB = HBα α % + HBβ β % 3、 对组织较敏感的某些性能如强度等, 与组成相或组织组成物的 形态有很大关系。 组成相或组织组成物越细密, 强度越高。 当形 成化合物时， 则在性能一成分曲线上于化合物处出在下列温度时，组织中有哪些相？ 并求出相的相对量。 1） 高于 300℃； 2） 刚冷到 183℃共晶线的含义， 共晶转变尚未开始； 3） 在 183℃共晶转变完毕； 4） 冷却到室温。 2、 如图 A-B 相图 1） 填写空白相区的相， 并将相图转变为组织图。

1.加热浓缩后冷却结晶,并不是蒸干啊,而是浓缩.对于溶解度随温度变化较大的物质来说的,当你在浓缩的时候温度很高,物质的溶解度较高,当达到一定浓度后（一般是便面有一层晶体膜出相图，不仅可以看到不同成分的合金在室温下平衡组织，而且还可以了解它以极缓慢冷却速度冷却到室温所经历的各种相变过程，同时相图还能预测合金性能的变化规律。[0056](5)冷却结晶工序:将步骤(4)所得硫酸铝钾粗液，送至结晶池，自然冷却晾干4天，即得硫酸铝钾晶体和结晶母液。

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