二元合金的顯微組織定稿版

1、二元合金的顯微組織右;cN丄3卜zbe .q hZ" A、1688HUA system offic實(shí)驗(yàn)三二元合金的顯微組織(Microstructures of Binary Alloys)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：1實(shí)驗(yàn)類型：綜合前修課程名稱：材料科學(xué)導(dǎo)論 適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪\(yùn)用二元共晶型相圖，分析相圖中典型組織的形成及特征。二、概述二組元在液態(tài)下互洛，而在固態(tài)下有限互溶，且具有共晶轉(zhuǎn)變特征的相圖叫二元共晶 相圖。本次實(shí)驗(yàn)，以Pb-Sn系合金相圖為例分析共晶、亞共晶、過共晶等不同成分合金 的結(jié)晶過程及結(jié)晶后所形成組織的特征。簡略相圖如下:Atomic Percent Tin1-共晶合

2、金含Sn6L9%的合金為共晶合金（圖中合金I ）。當(dāng)從液態(tài)緩慢冷卻時(shí)，在溫度Te發(fā)生 共晶轉(zhuǎn)變，既Le-o.+ Pa C這一過程在Te溫度下一直到液相完全消失為止。所得到的 共晶組織山S和兩個(gè)固溶體組成。它們的相對量可用杠桿定律il算:a =975-619=45.4%cd 97.5-19Q = (1 a) X100% = 546%繼續(xù)冷卻時(shí)，將從a和B中分別析和cu。山于從共晶體中析出的次生相常與共 晶體中的同類相混在一起，很難分辨，這樣，在結(jié)晶過程全部結(jié)束時(shí)合金獲得非常細(xì)密的顯微鏡中，a相呈暗色，B相兩相機(jī)械混合物。樣品制備中的腐蝕劑是4%的硝酸酒精,呈亮色。參見圖3-10-八一* ：二(3

3、-1)鉛錫二兀共晶(3-2)鉛錫二兀亞共晶2. 亞共晶合金凡成分位于共晶點(diǎn)e以左，C點(diǎn)以右的合金(如圖中的合金I)叫亞共晶合金。合金熔化后在液相線與固相線之間緩慢冷卻時(shí)，不斷地從液相中結(jié)晶出a固溶體。隨著溫度的下降，液相成分沿ac線變化，逐漸趨向于e點(diǎn)；a相的成分沿固相線ac變 化，并逐漸趨向于C點(diǎn)。當(dāng)溫度降到共晶溫度時(shí)，a相和剩余液相的成分將分別到達(dá)C點(diǎn)和e點(diǎn)。這時(shí)，成分 為e點(diǎn)的液相發(fā)生前述的共晶轉(zhuǎn)變，直到剩余液相全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿ЫM織為止。這時(shí)，亞共 晶合金的組織是山先共晶a相和共晶體(a+P)所組成。在共晶溫度以下繼續(xù)冷卻的過 程中，將分別從a和卩相中析出和a H O在顯微鏡下，除了從先共

4、晶a相晶粒內(nèi)或邊 界上析出的Ph有可能觀察到外，共晶組織中析出的卩"和a H 般不易辨認(rèn)。合金中組織組成物的相對量也可以用杠桿定律來計(jì)算。亞共晶組織中的初晶a呈枝晶狀分布。參見 圖 3-2。3. 過共晶合金凡成分位于共晶點(diǎn)e以右，d點(diǎn)以左的合金（如圖中的合金II）稱為過共晶合金。這類合金的結(jié)晶過程類似于亞共晶合金，所不同的是：先共晶相不是a,而是P固溶體。結(jié) 晶后的組織是由先共晶卩相和共晶體（a+P）所組成。初晶卩也呈枝晶狀分布。參見圖3-3、 3-4。4I（3-3）鉛錫二元過共晶（100倍）（3-4）鉛錫二元過共晶(25倍）4. 離異共晶靠近相圖上的C點(diǎn)和d點(diǎn)成分的合金，山于初生相

5、較多，發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變時(shí)，液相的量 已所剩不多，且呈殼狀分布在初生相的周圉。此時(shí)，共晶轉(zhuǎn)變過程中的某一個(gè)相不再形核，而是在初生相上成g;同時(shí)析出的另一個(gè)相被排擠到晶界上，使得失去了共晶組織的形態(tài)特征，這種現(xiàn)象稱為離異共晶。參見圖3-5。2 A：(3-5)鉛錫二元離異共晶(從左側(cè)鼎近d點(diǎn),100倍)實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備金相顯微鏡，Pb-Sn合金的典型樣品。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1-介紹Pb-Sn相圖。2.參照相圖分析典型合金的組織。本次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)報(bào)告本實(shí)驗(yàn)僅作為觀察演示性實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)二非均勻形核的觀察與應(yīng)用同時(shí)進(jìn)行，作為實(shí)驗(yàn)四鐵碳平衡組織觀察的預(yù)備鋪墊。需要記錄的顯微組織如下，對于離異共晶的顯微組織，請根據(jù)圖（3-5）的參考作 用，從理論上分析描繪出含21%Sn （從右側(cè)靠近GT）的合金在結(jié)晶