二元相图习题

《材料科学基础》第五章习题——二元相图1、发生匀晶转变的两个组元在晶体结构、原子尺寸方面有什么特点？答：两者的晶体结构相同，原子尺寸相近，尺寸差小于15%。

2、固溶体合金的相图如下图所示，试根据相图确定：①成分为ω(B) = 40%的合金首先要凝固出来的固体成分；（画图标出）②若首先凝固出来的固相成分含ω(B) =60%，合金的成分为多少？（画图标出）③成分为ω(B) = 70%的合金最后凝固的液体成分；（画图标出）④合金成分为ω(B) = 50%，凝固到某温度时液相含ω(B)为40%，固相含有ω(B) = 80%，此时液体和固相各占多少？（计算）①过ω(B) = 40%的成分线与液相线的交点做与底边的平行线交固相线即可②过ω(B) = 60%的成分线与固相线的交点做与底边的平行线交液相线即可③过ω(B) = 70%的成分线与固相线的交点做与底边的平行线交液相线即可④液相：（80-50）/（80-40）=0.75固相：（50-40）/（80-40）=0.253、指出下列相图中的错误，并加以改正。

由相律知，三相平衡时，图中应该为一点，而不是线段，且二元相图中最多只有三相平衡，所以把d图中r相除去。

由相律知在二元相图中纯组元凝固温度恒定，液固相线交于一点4、根据教材图7.20，假设F与G点坐标分别选取5%与99%，计算：①Sn含量为40%的合金在凝固至室A 20 40 60 80 B温度W(B) %αL+aL温后的组织组成比例；②根据初生相（α）、共晶组织中的相（α+β），以及冷却过程中析出的二次相（αⅡ或βⅡ），计算室温下的相组成比例。

解：①Sn 含量为40%的合金在凝固至室温后的组织组成比例：%95.48199.611940)(=--=+βαW=--⨯--=5991999199.61409.61αW 43.45%%6.7599519199.61409.61=--⨯--=∏βW②根据一次相、共晶组织中的相，以及冷却过程中析出的二次相，计算室温下的相组成比例：5、Mg-Ni 系的一个共晶反应为设C 1为亚共晶合金，C 2为过共晶合金，这两种合金中的初生相的质量分数相等，但C 1合金中的α总量为C 2合金中的α总量的2.5倍，试计算C 1和C 2的成分。

相图作业：
1.Mg-Ni系的一个共晶反应为 507℃
L(23.5Wt.%Ni) α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)
设C1为亚共晶合金，C2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的重量分数相等，但C1合金中的α总量为C2合金中的α总量的2.5倍，试计算C1和C2的成分。

2.指出下列相图中的错误，并加以改正。

3.请分析含C为3.5%Fe-Fe3C平衡凝固过程，画出冷却曲线，指出室温组织组成物和组成相，并分别计算其相对含量。

4.根据下列数据，绘出概略的A-B二元相图，并标注相区。

已知A组元熔点为1000℃，B 组元430℃，B在A中没有溶解度，A在B中有一定的溶解度。

该合金系存在下列恒温转变：1）700℃，L70%B+A→β60%B
2）600℃，β55%B+A→γ30%B
3）500℃，L95%B+β75%B→δ90%B
4）300℃，β65%B→δ85%B+γ50%B。

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。