实验五三元合金的显微组织

实验五 三元合金的显微组织 （Microstructure of Ternary Alloys） 实验学时：1 实验类型：综合 前修课程名称：《材料科学导论》 适用专业：材料科学与工程 一、实验目的 1．熟悉铋一铅一锡三元系相图和典型合金的显微组织。 2．了解三元合金的显微组织与其三元相图的关系。 二、概述 三元相图可以帮助我们分析三元合金的平衡凝固过程及凝固后的显微组织。对于铸锭和铸件，如果凝固时的冷却速率较小（如砂模铸造），也可借助相图分析其凝固过程和凝固后的显微组织。 下图为铋一铅一锡三元相图的液相面投影图的示意。 Pb （Pb） p (β ) e3 e1 Ⅰ E Ⅱ · （Sn ） （Bi） ·Ⅲ Bi e2 Sn Sn % 图中 Bi、Pb、Sn 分别代表纯组元铋、铅、锡；（Bi）、（Pb）、（Sn ）分别代表以铋、铅、锡为溶剂的固溶体；（β ）代表以Bi--Pb 二元系中的β 相为溶剂的固溶体。 为帮助了解铋一铅一锡三元相图，下面给出该三元相图各边的二元相图简图。图中（Bi）、（Pb）、（Sn ）分别代表各二元系中以铋、铅、锡为溶剂的固溶体。 A s s es s ed Sn - B i p h as e d i ag r am . P b - B i p h as e d i ag r am . A s s es s ed P b - Sn p h as e d i ag r am . 由上图可知，各二元系在液态时均为无限互溶，但在固态则为有限溶解，在铅一铋二元系中还出现了中间相β 。在锡一铋二元系中，有一个共晶转变L→（Sn ）+（Bi），转变温度为138.5℃。在铅一铋二元系中有一个包晶转变和一个共晶转变，包晶转变温度为184℃，反应式为L+（Pb）→β ；共晶转变温度为125℃，反应式为L→β +（Bi）。在铅一锡二元系中，有一个共晶转变L→（Pb）+（Sn ），转变温度为188℃。各二元系中的三相平衡都要进入三元系，成为三元系中的三相平衡。根据相律，三元系中三相平衡的自由度数等于 1，因而是在一个温度范围内进行的。当降至某一定温度时，这些三相平衡将参与四相反应。 由液相面投影图可知，在铋一铅一锡三元系中存在两个四相平衡，一是在P 点发生的四相包共晶反应，反应式为L+（Pb）→β +（Sn ）；另一个是在E 点发生的四相共晶反应，反应式为L→（Bi）+β +（Sn ）。根据相律，三元系中四相平衡的自由度数等于零，因而是一个恒温转变。转变过程中，参加反应的各相成分不变，温度恒定。 根据合金成分在三元相图投影图上的位置，可以分析合金的平衡凝固过...