第四节合金的结晶第四节合金的结晶1、掌握合金结晶的基本概念；2、掌握几种基本的二元相图及其相变过程；3、能够利用相图判定一定条件下的金属性能。本节要点：合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析。相图是用来表示合金系中各合金在缓冷条件下结晶过程的简明图解，又称状态图或平衡图。合金系合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。制的一系列不同成分的合金。组元是指组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。多数情况下组元是指组成合金的元素。但对于既不发生分解、又不发生任何反应的化合物也可看作组元,如Fe-C合金中的Fe3C。Cu-Ni合金相图L成分（wt%Ni）温度（℃）CuNi相图表示了在相图表示了在缓冷条件缓冷条件下，不同成分合金的组织随下，不同成分合金的组织随温度变化的规律，是温度变化的规律，是制订熔炼、铸造、热加工及热制订熔炼、铸造、热加工及热处理工艺的重要依据处理工艺的重要依据。。根据组元数根据组元数,,分为二元相图、三元相图和多元相分为二元相图、三元相图和多元相图。图。Fe-C二元相图三元相图一、二元相图的建立一、二元相图的建立几乎所有的相图都是通过实验得到的，最常用的是几乎所有的相图都是通过实验得到的，最常用的是热分析法热分析法。。1.1.配制不同成分的合金，测出各合金的冷却曲线，找出配制不同成分的合金，测出各合金的冷却曲线，找出曲线上的临界点（停歇点或转折点和平台）的温度值。曲线上的临界点（停歇点或转折点和平台）的温度值。2.2.将临界点标在温度将临界点标在温度--成分坐标中的成分垂线上。成分坐标中的成分垂线上。3.3.将垂线上相同意义的点连接起来，并标上相应的数字将垂线上相同意义的点连接起来，并标上相应的数字和字母。和字母。[[以以Cu-NiCu-Ni合金合金((白铜白铜))为例为例]]（（11））二元相图的建立二元相图的建立步骤：步骤：相图中，结晶相图中，结晶开始点开始点的连线叫的连线叫液相线液相线。。结晶结晶终了点终了点的连线叫的连线叫固相线固相线。。⑵⑵杠杆定律杠杆定律处于两相区的合金，不仅由相图可知道两平衡相的处于两相区的合金，不仅由相图可知道两平衡相的成分，还可用杠杆定律求出两平衡相的相对重量。成分，还可用杠杆定律求出两平衡相的相对重量。①①确定两平衡相的成分：确定两平衡相的成分：设合金成分为设合金成分为xx，过，过xx做做成成分垂线。在成分垂线相当于温度t的o点作水平线，其与液固相线交点a、b所对应的成分x1、x2即分别为液相和固相的成分。12t以Cu-Ni合金为例推导杠杆定律则则QQLL++QQ=1=1QQLLxx11++QQxx22==xx解方程组得：解方程组得：121α122LxxxxQxxxxQ式中的x2-x、x2-x1、x-x1即为相图中线段xx2(ob)、x1x2(ab)、x1x(ao)的长度。②②确定两平衡相的相对重量确定两平衡相的相对重量设合金的重量为1，液相重量为QL，固相重量为Q。因此两相的相对重量百分比为：因此两相的相对重量百分比为：abaoxxxxQabobxxxxQL211212两相的重量比为：上式与力学中的杠杆定律完全相似，因此称之为上式与力学中的杠杆定律完全相似，因此称之为杠杆定律杠杆定律。即。即合金在某温度下两平衡相的重量比等于合金在某温度下两平衡相的重量比等于该温度下与各自相区距离较远的成分线段之比该温度下与各自相区距离较远的成分线段之比。。在杠杆定律中，杠杆的在杠杆定律中，杠杆的支点是合金的成分支点是合金的成分，杠杆，杠杆的的端点是所求的两平衡相（或两组织组成物）的成分端点是所求的两平衡相（或两组织组成物）的成分。。杠杆定律只适用于两相区杠杆定律只适用于两相区。。例（如图）例（如图）%5.61%10045.058.045.053.0Q%5.38%10045.058.053.058.0LQ二、二元相图的基本类型与分析二、二元相图的基本类型与分析两组元在液态和固态下均无限互溶时所构成的相图称二元匀晶相图。1、二元匀晶相图LL+成分（wt%Ni）温度（℃）CuNi液相线固相线相图由相图由两条线两条线构构成，上面是成，上面是液相线液相线，，下面是下面...
