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二元相图 第一节相、相平衡与相律 相：系统中每一宏观的均匀部分，或体系内物理性质和化学性质完全相同的部分称为“相”。 二、相平衡 相变：相与相之间的转变称为相变。 组元：为确定平衡体系中各组成所需要的最少数目的独立物质，称为“独立组元”，简称“组元”。 自由度：在不引起旧相消失和新相形成的前提下，体系中可自由变动的独立强度性质的数目，称为体系在指定条件下的“自由度”。 相律：对一个达成相平衡的体系来说，若影响平衡的外界因素仅为温度和压力，则相数 Φ，组分数 C 及自由度 f 三者之间存在以下制约关系： ?f＝C－Φ＋2 共晶反应要点 X1合金结晶过程分析 X1合金结晶特点 X2合金结晶过程分析（共晶合金） X3合金结晶过程分析（亚共晶合金） 标注了组织组成物的相图 4. 共析相图 2.2.2 相图与性能的关系 2. 合金的工艺性能与相图的关系 * * 国家特种矿物材料工程技术研究中心 主讲：秦海青 2010.05.22 1．匀晶相图 　2．共晶相图 　　3．包晶相图 　　　4．共析相图 第二节 二元相图 1．匀晶相图 相图（平衡图、状态图） 平衡条件下，合金的相状态与温度、成份间关系的图形。 Cu Ni Ni% T,?C 20 40 60 80 100 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1083 1455 L ? L+ ? 铜-镍合金匀晶相图 Cu Ni Ni% T,?C 20 40 60 80 100 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1083 1455 L ? L+ ? 纯铜熔点 纯镍熔点 液相线 固相线 液相区 固相区 液固两相区 匀晶合金的结晶过程 a b c d T,?C t L ? L ? L 匀晶转变 L? ? ? 冷却曲线 Cu Ni Ni% T,?C 20 40 60 80 100 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1083 1455 L ? L+ ? 匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在液、固相线划定的温区内进行结晶。 杠杆定律 Cu Ni Ni% T,?C 20 40 60 80 100 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1083 1455 L ? L+ ? 1 2 a c b a1 b1 c1 T1 T2 1. 在两相区内，对应每一确定的温度，两相的成分是确定的。 2. 随着温度的降低，两相的成分分别沿液相线和固相线变化。 杠杆定律：在两相区内，对应每一确定的温度T1，两相质量的比值是确定的。即 QL/Q?=b1c1/a1b1 杠杆定律推论：在两相区内，对应温度T1时两相在合金b中的相对质量各为 QL/QH=b1c1/a1c1 Q?/QH=a1b1/a1c1 =1- QL/QH 例：求30%Ni合金在1280 ?时?相的相对量 Cu Ni Ni% T,?C 20 40 60 80 100 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1083 1455 L ? L+ ? a c 30 a1 b1 c1 1280 ?C 解：作成分线和温度线如图。 66 18 根据杠杆定律推论， Q? / QH = a1b1 /a1c1 =12/48=1/4 答：所求合金在1280 ?时?相的相对质量为1/4。 2．共晶相图 Pb Sn Sn% T,?C 铅-锡合金共晶相图 液相线 L 固相线 ? ? ? + ? L + ? L + ? ?固溶线 ?固溶线 共晶转变分析 Pb Sn T,?C L ? ? ? + ? L + ? L + ? 共晶反应线 表示从c点到e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。 c e 共晶点 表示d点成分的合金冷却到此温度上发生完全的共晶转变。 d Ld ? ?c + ?e Pb Sn T,?C L ? ? ? + ? L + ? L + ? 183 c e d 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。 c e f g X1 T,?C t L ? L ? L L+ ? ? 冷却曲线 ? ? + ? Ⅱ ?Ⅱ 1 2 3 4 { Pb Sn T,?C L ? ? ? + ? L + ? L + ? 183 c e d T,?C t L ? L ? L L+ ? ? 冷却曲线 ? ? + ? Ⅱ ? Ⅱ 1.没有共晶反应过程，而是经过匀晶反应形成单相?固相。 2.要经过脱溶反应，室温 组织组成物为? + ? Ⅱ 组织组成物 组织中，由一定的相构成的，具有一定形态特征的组成部分。 X2 T,?C t L (?+ ?