二元相图习题

1. 固溶体合金的相图如图所示，试根据相图确定：
(a) 成分为40%B的合金首先凝固出来的固体成分；
(b) 若首先凝固出来的固体成分含60%B，合金的成分为多少？
(c) 成分为70%B的合金最后凝固的液体成分；
(d) 合金成分为50%B，凝固到某温度时液相含有40%B，固体含有80%B，此时液体和固体各占多少分数？
2.指出下列相图中的错误，并加以改正。

1. (a) 在合金成分线与液相线相交点作水平线，此线与固相线交点的合金成分即为首先凝固出
来的固体成分：~85%B。

（b）作60%B垂直线与α固相线相交点的水平线，此线与液相线L相交点的成分即为合金成分：~15%B。

（c ）原理同上：~20%B。

（d）75%，25%
2. (a)任何温度下所作的连接线两端必须分别相交于液相线和固相线，不能相交于单一液固相线或单一固相线。

（b） A组元的凝固温度恒定，所以液固相线在A成分处相交于一点。

(c) 在两元系的三相平衡反应中，三相的成分是唯一的。

(d) 在两元系只能出现三相平衡反应。

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：LA+C，已知E点的B含量为20%，化合物C的B含量为64%。

今有C1，C2两种配料，已知C1中B含量是C2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C1，C2的组成。

B%bL+AL+ A m B nA+ A m B nA mB n +BA A mB n BA mB n BL+BTaEPDC2C1yx解：设C2中B含量为x, 则C1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。

A BBS A(B)+S B(A)S A(B)S B(A)S A(B)+LL+S B(A)abCEDxyzB%O1P2L+S B(A)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：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。

0004.下图是具有多晶转变的某物质的相图，其中 DEF 线是熔体的蒸发曲线。

KE 是晶型 I 的升华曲线； GF 是晶型 II 的升华曲线； JG 是晶型Ⅲ的升华曲线，回答下列问题：(1) 在图中标明各相的相区，并把图中各无变点的平衡特征用式子表示出来。

名词解释1.匀晶转变：2.包晶转变：3.平衡凝固：4.伪共晶：5.非平衡共晶：6.共晶转变：7.偏晶转变：8.共析反应：9.包析转变：10.熔晶转变11.合晶转变：12.一次相或初生相；13.二次相或次生相14.扩散退火：15.离异共晶：16.钢17.铸铁18.奥氏体:19.莱氏体：20.珠光体：21.三次渗碳体22.调幅分解23.成分过冷24.枝晶偏析25.正偏析26.宏观偏析概念辨析题1、共晶转变与共析转变2、奥氏体与铁素体的异同点：3、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点。

4、稳定化合物与不稳定化合物5、均匀形核与非均匀形核6、平衡凝固与非平衡凝固7、光滑界面与粗糙界面8、钢与铸铁9、热过冷与成分过冷10、一次相与二次相11、伪共晶与离异共晶12、正偏析与反偏析相图题一、相图题(20分)1．画出Fe-Fe 3C 相图，填出各区的组织组成物。

(6分)2．分析含碳O.65％的铁碳合金的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。

(8分)3．用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(6分)C e F -e F 3相图为二、相图题(22分)1_画出 相图，填出各区域的组织组成物。

(6分) 2．分析含碳0.4％的铁碳合金的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示 意图。

(8分)3．用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(8分)C e F -e F 3三、相图题(25分)1．画出相图，标出重要点的温度与含碳量，填出各区域的组织组成物。

(7分) 2．分析含碳3.5％的铁碳合金的平衡凝固过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。

(10分)3．用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(8分)四、相图题1、Fe —Fe 3C 相图，结晶过程分析及计算1）分析含碳0.53～0.77％的铁碳合金的结晶过程，并画出结晶示意图。

2） 计算室温下亚共析钢（含碳量为x ）的组织组成物的相对量。

二元相图-题库（14学）名词解释1.匀晶转变：2.包晶转变：3.平衡凝固：4.伪共晶：5.非平衡共晶：6.共晶转变：7.偏晶转变：8.共析反应：9.包析转变：10.熔晶转变11.合晶转变：12.一次相或初生相；13.二次相或次生相14.扩散退火：15.离异共晶：16.钢17.铸铁18.奥氏体:19.莱氏体：20.珠光体：21.三次渗碳体22.调幅分解23.成分过冷24.枝晶偏析25.正偏析26.宏观偏析概念辨析题1、共晶转变与共析转变2、奥氏体与铁素体的异同点：3、二次渗碳体与共析渗碳体的异同点。

4、稳定化合物与不稳定化合物5、均匀形核与非均匀形核6、平衡凝固与非平衡凝固7、光滑界面与粗糙界面8、钢与铸铁9、热过冷与成分过冷10、一次相与二次相11、伪共晶与离异共晶12、正偏析与反偏析相图题一、相图题(20分)1．画出Fe-Fe3C相图，填出各区的组织组成物。

(6分)2．分析含碳O.65％的铁碳合金的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。

(8分)3．用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(6分)二、相图题(22分)1_画出Fe-Fe3C相图，填出各区域的组织组成物。

(6分)2．分析含碳0.4％的铁碳合金的平衡结晶过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。

(8分)3．用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(8分)Fe-Fe3C相图为三、相图题(25分)eC3相图，标出重要点的温度与含碳量，填出各区域的组织组成物。

(7分)1．画出Fe-F2．分析含碳3.5％的铁碳合金的平衡凝固过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。

(10分)3．用杠杆定律计算该合金在室温时的组织组成物和相组成物的量。

(8分)四、相图题1、Fe—Fe3C相图，结晶过程分析及计算1）分析含碳0.53～0.77％的铁碳合金的结晶过程，并画出结晶示意图。

2）计算室温下亚共析钢（含碳量为某）的组织组成物的相对量。

二元合金相图试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 二元合金相图通常用来描述：A. 合金的微观结构B. 合金的宏观性能C. 合金的成分与温度之间的关系D. 合金的加工工艺答案：C2. 在二元合金相图中，共晶点表示：A. 合金的熔点最低B. 合金的硬度最高C. 合金的脆性最大D. 合金的韧性最好答案：A3. 二元合金相图中的固液线表示：A. 合金的凝固过程B. 合金的熔化过程C. 合金的相变过程D. 合金的冷却过程答案：B4. 在二元合金相图中，共晶合金的特点是：A. 只含有一种相B. 含有两种或两种以上相C. 只有固相D. 只有液相答案：B二、填空题（每空3分，共30分）1. 在二元合金相图中，______线表示合金的凝固温度与成分的关系。

答案：固液2. 合金的相图可以预测合金的______和______。

答案：微观结构；宏观性能3. 在二元合金相图中，______点表示合金的熔点最低。

答案：共晶4. 二元合金相图中的______线表示合金的相变温度与成分的关系。

答案：固液5. 合金的相图可以用来指导合金的______和______。

答案：设计；加工三、简答题（每题10分，共20分）1. 请简要描述二元合金相图中的共晶反应。

答案：共晶反应是指在特定的温度和成分下，液相合金在冷却过程中同时凝固成两种不同的固相，这两种固相通常以特定的比例和结构共存。

2. 什么是二元合金相图中的包晶反应？答案：包晶反应是指在特定的温度和成分下，液相合金在冷却过程中首先凝固出一种固相，然后剩余的液相在达到另一个特定的成分和温度时，与先前凝固的固相反应，形成另一种固相。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知某二元合金相图的共晶成分为50%A和50%B，共晶温度为1000℃。

若合金成分为40%A和60%B，试计算其凝固温度。

答案：根据相图，合金成分为40%A和60%B时，其凝固温度会低于共晶温度，具体温度需要通过查阅相图或使用相图计算软件确定。

1、 根据下列数据绘制概略的A-B 二元相图：
（1） A 的熔点是2623℃，B 的熔点是3186℃；
（2） 以α表示以A 为基的固溶体，以β表示以B 为基的固溶体；
（3） A 和B 可以形成中间相σ和χ；
（4） 室温下B 在α以及A 在β中的溶解度分别为10%和2%；
（5） A 和B 具有下列恒温反应：
1) L （80%B ）+ β（92%B ）
2525℃ σ（83.5%B ） （包晶） 2) L （66%B ） 2444℃ σ（68%B ）+ α（59.5%B ） （共晶）
3) σ（82.5%B ）+ β（94%B ） 1853℃ χ（85.5%B ） （包析）
4) σ（74.5%B ） 1152℃ α（43%B ）+ χ（85.5%B ）、
（共析） 2、 画出含碳量分别为0.2%、1.5%和2.5%的铁碳合金按亚稳系统从液态平衡冷却到室温的
转变过程热分析曲线；写出含碳量为2.5%的铁碳合金在室温下的组织组成和相组成并计算各自所占的重量分数。

3、 计算铁碳合金中二次渗碳体和二次石墨的最大可能含量。

4、 计算变态莱氏体中共晶渗碳体、二次渗碳体和共析渗碳体的含量。

5、 根据Fe-O 相图，画图分析纯铁在1000︒C 氧化时氧化层内的组织、并画出氧的浓度变化
规律示意图。

温度/︒C w(O)/%。

考点1：吉布斯自由能成分曲线例：利用如图所示的自由能-成分曲线说明，公切线将成分范围分成三个区域，各区域内哪些相稳定？为什么？考点2：合金组织与性能例1：二元合金中、铸造性能好的合金通常在相图处在（）成分点。

A．发生匀晶转变B．发生共晶转变C．发生包晶转变例2（名词解释）：伪共晶与离异共晶。

例3：由A、B组元组成甲、乙两种合金，其中甲合金成分为共晶成分，乙合金成分远离共晶成分，这两种合金铸造成型时：（1）哪种合金的流动性好，为什么？（2）哪种合金得到的组织更加致密，为什么？例4：A、B两组元可以形成共晶合金，回答下列问题：（1）现有一合金样品（其成分未知），观察其室温显微组织为100%的共晶组织，是否可据此认为该样品成分一定为共晶成分，为什么？（2）对在平衡凝固时不发生共晶转变的某成分该合金，在其非平衡凝固时是否有可能得到含有共晶体的室温组织，为什么？考点3：杠杆定律例：在共析温度Fe-C合金中碳在铁素体的最大固溶度为0.02wt%，Fe-C合金共析点含碳量为0.77wt%。

现有某Fe-C合金平衡冷却，在共析转变刚结束时，观察到其显微组织中含有珠光体和铁素体各一半。

试求：（1）该合金中含碳量；（2）将该合金重新加热到730℃将得到什么平衡相？（3）将该合金重新加热到950℃又将得到什么平衡相？考点4：二元相图综合计算例1：根据如图所示的Al-Zn二元相图。

（1）画出Al-40at%Zn合金的冷却曲线和写出最终的平衡组织；（2）分别计算上述合金在共析转变后初生相和共析组织的相对量。

已知共析反应为：Al(59at%Zn)(Al)(16.5at%Zn)(96.4at%Zn)例2：根据如下给出的信息，绘制出A和B组元构成的在600℃到1000℃之间的二元相图：A组元的熔点是940℃；B组元在A组元中的溶解度在所有温度下为零；B组元的熔点是830℃；A在B 中的最大溶解度是在700℃为12wt%；600℃下A在B中的溶解度是8wt%；700℃时在成分点A-75(wt%)B有一个共晶转变；730℃时在成分点A-60(wt%)B有另一个共晶转变；755℃时在成分点A-40(wt%)B还有一个共晶转变；在780℃时在成分点A-49(wt%)B有一个稳定金属间化合物凝固发生；在755℃时在成分点A-67(wt%)B有另一个稳定金属间化合物凝固发生。