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相图分析(课堂PPT)

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相图精品PPT课件

相图精品PPT课件
• 硅酸盐物质可视为金属碱性氧化物与酸性氧化 物SiO2化合而成。因此，在硅酸盐系统中常采 用氧化物作为系统的组成，如：SiO2一元系统； SiO2－Al2O3二元系统；CaO－ SiO2－Al2O3三 元系统。
• 但要注意，硅酸盐矿物组成中的硅酸三钙，硅 酸二钙等，是一种新的化合物，具有自己的化 学组成和晶体结构，因而具有自己的物理和化 学性质。所以，它们可为单一的组分。
11
10.3.1单元系统相图举例——以水相图为例
如：水相图 F=3-P
（1）单相区：一相存在 P=1 F=2
（2）各界线：两相共存 P=2 F=1
DC—水的饱和蒸汽压曲线（蒸发曲线） L=G
DB—冰的饱和蒸汽压曲线（升华曲线） G=S DA—冰的熔点曲线（熔融曲线）S=l P A （3）三相点D：三相共存 P=3 F=0
16
多晶转变
1. 多晶转变的类型 机构变化的深刻性分：
①位移式转变 ②重建式转变 （3）按晶型转变的方向分：可逆转变、不可逆 转变
17
10.4.2 ZrO2系统相图
10.5 二元相图的基本类型
二元系统：c=2
相律 f c p 1 3 p
• 单元系统中C=1,根据相律：F=C-P+2=3-P
• 从而看出，系统中的相数不可能少于一个，所 以系统中最大自由度为2，这两个自由度即是 温度和压力，自由度达最小为零，所以系统中 平衡共存的相数最多三个，不可能出现三相以 上的平衡状态。
• 相图中的任意一点都表示了系统的平衡态，称 为“状态点”。
4
（2）相
• 定义：是指系统中具有相同物理性质和化学性 质的均匀部分。
• 需要注意的是这个“均匀”的要求是严格的， 非一般意义上的均匀，而是一种微观尺度的均 匀。

铁碳合金的相图的详细讲解46页PPT

铁碳合金的相图的详细讲解46页PPT

61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
铁碳合金的相图的详细讲解
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克Fra bibliotek谢谢！

《材料科学基础教学课件》第一章-相图

《材料科学基础教学课件》第一章-相图

在化学工业中的应用
化工过程控制
相图可以用来预测不同成分和温 度下的相态和物性，为化工过程 的控制提供依据，确保生产过程
的稳定性和安全性。
化学反应研究
相图可以用来研究化学反应过程中 物质的状态和性质变化，有助于深 入理解化学反应机理和反应条件的 选择。
分离技术应用
相图可以用来指导分离技术的选择 和应用，例如利用相图的溶解度曲 线进行萃取分离或结晶分离。
04
相图的应用
在材料科学中的应用
合金设计
相图是合金设计的基础，通过相 图可以确定合金的成分范围以及 各相的组成和性质，从而优化合 金的性能。
热处理工艺制定
利用相图可以确定合金在不同温 度下的相变过程，从而制定合理 的热处理工艺，优化材料的显微 组织和力学性能。
新材料研发
相图为新材料研发提供了理论指 导，通过研究不同成分和温度下 的相变规律，可以发现具有优异 性能的新型材料。
实验法是绘制相图最直接和可靠的方 法，但需要耗费大量的时间和资源。
实验法通常需要使用精密的实验仪器 和设备，如热分析仪、X射线衍射仪、 扫描电子显微镜等，以获得精确的数 据。
计算法
计算法是根据物质的分子或原 子模型，通过计算机模拟计算 物质之间的相平衡关系。
计算法可以快速地预测物质的 相平衡关系，但需要建立准确 的分子或原子模型，且对计算 资源的要求较高。
在冶金工业中的应用
钢铁冶金
01
钢铁冶金过程中涉及大量的相变和相分离，相图是指导钢铁冶
金工艺的重要工具，有助于优化炼钢和连铸连轧工艺。
有色金属冶金
02
在有色金属冶金中，相图可以用来确定合金的成分和温度范围，
优化熔炼、浇注和凝固工艺，提高产品的质量和性能。

第五章相图(冶金物理化学)PPT课件

第五章相图(冶金物理化学)PPT课件

图中无水平线
Au
l s+l s
960.5℃ Ag
重庆科技学院
冶金与材料工程学院
第五章 相图
(3) 完全互溶型
T
T
l
Nl
s
M
s
A
B
A
B
最低熔点（M），最高熔点（N）——少见。
如 KCl-NaCl系，Ag2S-Cu2S系
重庆科技学院
冶金与材料工程学院
第五章 相图
（4） 固态部分互溶的二元系
① 生成部分互溶的共晶类型
Tf,*A E1 ：A物液相线；
T
* f, B
E
2
：B物液相线；
T* f, A
T* f, C
Ⅱ
H
E1
KE1和KE2：C物液相线； 线
HE1D ：A、C共晶线； GE2F ：B、C共晶线；
Ⅵ A
Ⅰ K
Ⅲ D
Ⅳ
G
E2
C
T* f, B
Ⅴ F
Ⅶ B
重庆科技学院
冶金与材料工程学院
第五章 相图
①稳定化合物二元系
冶金与材料工程学院
第五章 相图
5.3.4 常见的几种二元系相图
◆具有简单共晶体（前已讲） ◆生成化合物 ◆完全互熔的固熔体型 ◆固态部分互溶的固熔体型 ◆液态部分互溶型
重庆科技学院
冶金与材料工程学院
第五章 相图
（1）具有简单共晶体的二元系相图 基本要求：
体系最低熔点（共晶点 f=0）；T
共晶线，共晶反应
GEH —— 共晶线：
l(E)
冷 热
(G )
(H)
T* f, A
E
——

七章Fe-Fe3C相图ppt课件

七章Fe-Fe3C相图ppt课件
晶体结构：具有bcc结构或用A2表示。 含碳量：最大含碳量为－ 727℃时 0.0218% (P点)
性 能：бb、HB低δ、αK 好;
770℃以上为顺磁性，770℃以下为铁磁性。
（2）奥氏体： 定义：碳原子溶入γ-Fe的八面体间隙形成的固溶体。
符号：用“A”或“γ”表示。 晶体结构：具有fcc结构或用A1表示。
L+ δ γ 1 4 9 5 ℃
0 .4 3 0 .0 9
0 .1 7
(四) 同素异晶转变线－GS线（A3线） 加热时由α→γ,冷却时由 γ→α
(五)溶解度曲线－
1.ES线:C在A中的溶解度曲线,E～K之间合金,由1148℃
冷却到727℃时γ→Fe3CⅡ 。 （Acm ） 2.PQ线，C 在α中的溶解度曲线，由α→Fe3CⅢ
(5）当T＜727℃时,α沿着PO线变化又α→Fe3CⅢ-略!
室温组织： P（α＋Fe3C）＋Fe3CⅡ 室温组织组成物相对重量为：
W P6 6 .6 .6 9 9 0 1 ..7 2 7100% 93%,W Fe3cⅡ ＝ 1－ W P7%
P P
T12钢 C％=1.2％
硝酸酒精浸蚀
Fe3CⅡ
T13钢 C％=1.2％
γ 0 .7 7 7 2 7 ℃ （ α 0 .0 2 1 8 ＋ F e 3 C 共 析 ） P
组织为： P+ Fe3CⅡ+ Ld’ （P＋Fe3CⅡ＋Fe3C共晶）
(5）当T＜727℃时,α沿着PO线变化又α→Fe3CⅢ-略! 室温组织为：P＋Fe3CⅡ＋Ld′
Ld′ P P
亚共晶白口铁
P
Fe3CⅡ P＋ Fe3CⅡ ＋L’d
因为很少忽略。
室温组织为: 珠光体 P(α+Fe3C共析)

固体物理第三章 相图PPT课件

固体物理第三章 相图PPT课件

• 当冷却至T5时，液相减至零，全部 凝结为固体，其成分则变为原始合
金成分。
可编辑课件
• 这种凝固过程要求温度 变化很慢，以便使不同 温度下析出的成分不同 的固相能经过扩散而成 为均匀一致。
17
• 在一般的冷却条件下， 所得固体的成分是不均 匀的
• 先凝固出的含B较少， 后凝固出的含B较多，如 虚线所示。
% 4 g 1 0 0 % ;% f4 1 0 0 % (或 % 1 % )
fg
fg
可编辑课件
28
合金的平衡结晶及其组织（以Pb-Sn相图为例）
（3）共晶合金：Sn＝61.9% ① 凝固过程（冷却曲线、相变、组织示意图）。 ② 共晶线上两相的相对量计算。 ③ 室温组织（α＋β）及其相对量计算。
可编辑课件
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
29 (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc.
T,C
L
1500
1400 1300
a1 b1L+ c1
1200
1100a 1000
1083
1455 c 1280 C
解：作成分线和 温度线如图。
根据杠杆定律推 论， Q / QH = a1b1 /a1c1 =12/48=1/4
Cu
18 20
30 40
66 60 80
Ni%
Ni 答：所求合金在
100 1280 时相的
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A
在一定温度下，由一
B
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
转变称作共晶转变或
共晶反应。 5
❖共晶反应的产物， 即两相的机械混合 物称共晶体或共晶 组织。
❖发生共晶反应的温 度称共晶温度。
❖代表共晶温度和共 晶成分的点称共晶 点。
6
具有共晶成分的合金称共晶合金。在共晶线
上，凡成分位于共晶点以左的合金称亚共晶合
金；位于共晶点以右的合金称过共晶合金。
凡具有共晶线
A
成分的合金液 体冷却到共晶
L+
B
C
D
温度时都将发
生共晶反应。
7
合金的结晶过程
8
含Sn量小于C点合金(Ⅰ合金)的结晶过程在3
点以前为匀晶转变，结晶出单相 固溶体，这种直
接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
.2
9
❖温度降到3点以下， 固溶体中的Sn过饱 和，由于晶格不稳，开始析出（相变过程 也称析出）新相— 相。由已有固相析出 的新固相称二次相或次生相。
共晶相图
❖当两组元在液态
温度（℃）
下完全互溶，在
固态下有限互溶，
并发生共晶反应
时所构成的相图
称作共晶相图。 Pb
成分（wt%Sn）
Sn
Pb-Sn合金相图
1
❖⑴ 相图分析
A
❖相：相图中有L、、
B
三种相。
2
❖相区：相图中有三个单 A 相区： L、、；三
B
个两相区： L+、 L+、+ ；一个三 相区：即水平线CED。
两相机械混合物的合金: 性能与合金成分呈直线关 系，是两相性能的算术平 均值。
共晶结束后，随温度下降， 和 的成分分别沿 CF线和DG线变化，并从共晶 中析出Ⅱ ，从共 晶 中析出Ⅱ ，由于共晶组织细， Ⅱ与共晶 结合， Ⅱ与共晶 结合，共晶合金的室温组织仍 为 ( + ) 共晶体。
Pb-Sn共晶合金组织
19
室温下两相的相对重量百分比是多少？
Q
E'G, FG
Q
FE ' FG
分析方法：可把稳定 化合物当作纯组元看 待，将相图分成几个 部分进行分析。
L+ Mg
Mg2Si
L+ Mg2Si
L+ Si
L+ Mg2Si
Mg2Si+Si
Mg+ Mg2Si
34
Si
4、根据相图判断合金性能 相图机械性能的关系 ❖单相固溶体的合金： 性能随成分呈抛物线变化。
35
形成稳定化合物的合金： 性能-成分曲线出现拐点。 ❖共晶合金
3
液固相线：液相线AEB，固相线ACEDB。A、B分
别为Pb、Sn的熔点。
固溶线: 溶解度点
A
的连线称固溶线。
B
相图中的CF、DG线分 别为 Sn在Pb中和 Pb 在 Sn中的固溶线。 固溶体的溶解度随温度 降低而下降。
4
❖共晶线：水平线CED。 ❖在共晶线对应的温度下（183 ℃），E点成分
的合金同时结晶出C点成分的 固溶体和D点成 分的 固溶体，形成这两个相的机械混合物： LE ⇄(C + D)
为 + Ⅱ 。
A C
F
B
成分大于 D点合金结晶
E
D
过程与Ⅰ合金相似，室
G 温组织为 + Ⅱ 。
13
合金的结晶过程
14
❖共晶合金(Ⅱ合金)的结晶过程 液态合金冷却到E 点时，Pb和Sn同时饱和， 发
生共晶反应：LE ⇄(C+D) 。
1’
19.2
15
wt%Sn
析出过程中两相相间形核、互相促进、共同长 大，因而共晶组织较细，呈片、棒、点球等形 状。
.2
E′
20
合金的结晶过程
21
❖亚共晶合金(Ⅲ合金)的结晶过程 合金液体在2点以前为匀晶转变。冷却到2点， 固相成分变化到C点，液相成分变化到E点。 此时两相的相对重量为：
Q L ( Q E ) C C 2 1 E % 0Q 0 ,C 2 E 1 E % 00
22
在2点，具有E点成分的剩余液体发生共晶反应：
❖由 析出的二次 用Ⅱ 表示。
10
结晶过程中，各相溶质浓度(成分)，各相的含量 是多少？？？
11
随温度下降， 和 相的成分分别沿CF线和DG
线变化， Ⅱ的重量增加。
室温下Ⅱ的相对重量百分比为：QⅡ
F41 FG
0% 0
由于二次 相析出温 度较低， 一般十分 细小。
Q
Q Ⅱ
12
❖Ⅰ合金室温组织
L ⇄( + ) ，QE =QL 反应结束后，在共晶温度下、 两相的相对重
量百分比为： Q C 2 D D 1% 00 Q ,C C 2 D 1% 00
23
温度继续下降，将从一次 和 共晶 中析出Ⅱ，从共晶 中 析出Ⅱ。其室温组织为Ⅰ+ (+) + Ⅱ。
亚共晶合金 的结晶过程
24
❖过共晶合金结晶过程 与亚共晶合金相似，不同
16
共晶组织形态
Pb-Sn共晶组织
17
在共晶转变过程中，L、 、 三相共存, 三个相 的量在不断变化，但各自 成分固定。 共晶组织中的相称共晶相。
C(19.2)
E(61.9) D(97.5)
共晶转变结束时， 和 相的相对重量百分比为：
Q C E D D 10 % 0 9 9..7 5 7 5 1 6..9 2 9 110 % 0 4.5 4% Q 10 % 0 Q 5.14 68%
单相区：L、、β
二相区：L+、 L+、+
三相区：L++
（水平线PDC）
L+
+
LL+ 来自29水平线PDC称包晶线。 与该线成分对应的合金在该温度下发生包晶反应：
LC+P⇄βD 。 该反应是液相L包着固相, 新相 β 在L与α的界 面上形核，并向L和两个方向长大。
30
合金的结晶过程 (1)包晶成分合金：匀晶包晶二次析出。
的是一次相为 , 二次相 为Ⅱ。 室温组织为Ⅰ+(+)+Ⅱ。
25
Pb-Sn合金的结晶过程
26
组织组成物之间的差别主要在形态上。如Ⅰ 、 Ⅱ和共晶 的结构成分相同，属同一个相，但
它们的形态不同，分属不同的组织组成物。 组织组成物：组成合金显微组织的独立部分。
27
28
3、二元包晶相图
当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶， 并发生包晶反应时所构成的相图称作包晶相图。 在一定温度下，由一个液相包着一个固相生成另 一新固相的反应称包晶转变或包晶反应。
室温组织为β + II
31
(2)PD成分合金：匀晶包晶二次析出。
室温组织为 +βII+β + II
时间
32
(3) DC成分合金：匀晶包晶匀晶二次析出。
室温组织为β +II。
时间
33
形成稳定化合物的二元相图 稳定化合物是指在熔化前不发生分解的化合物 (如Mg-Si系的Mg2Si和Fe-C系的Fe3C) 。 其成分固定，在相图中是一条垂线(代表一个单相 区)。