合金的结晶1（2）在线视频

下面我们学习

发生共晶反应的合金的结晶

铅锡合金 铝硅合金 银铜合金

都具有共晶反应

它的相图都有共晶相图

我们看这是铅锡二元合金的相图

在这个相图中

有三个单相区

在上面的液相

左侧的α相

和右侧的β相

液相为铅与锡形成的合金液体

左侧的α相

为锡固溶在铅中的有限固溶体

右侧的β相

为铅溶于锡中的有限固溶体

同时存在三个两相区

分别为水平线

c d e上侧的L+α两相区

和L+β两相区

以及水平线下部的α+β两相区

c d e为液相加α相

加β相的三相共存线

这一条水平线

是共晶反应线

这个相图叫共晶相图

相图中的d点为共晶点

表示d点的成分的液相

当冷却到d点时

或说共晶温度时

它会同时结晶出c点成分的α相

和e点成分的β相

也就是说由一个液相

在恒定温度下

同时结晶出两个固相的反应

成为共晶反应

生成了两相混合物叫共晶体

发生共晶反应时

三相共存

三相各自的成分确定

在恒定的温度下进行

水平线cde线为共晶反应线

成分在ce之间的合金

会发生共晶反应

相图中cf线

为锡在铅中的溶解度线

或者说α相的固溶线

锡含量大于f点的合金

从高温冷却到室温时

会从α相中析出β相

这种β相称为二次β相

因为它是从固态晶体的

内部析出的

有特定的形貌

所以是在β下面写一个Ⅱ

表示一种组织组成物

eg线

为铅在锡中的溶解度线

锡含量小于g点的合金

冷却过程中

同样会发生二次结晶

析出二次的α

我们再看这个相图

我们选几个典型的合金

看看它的平衡结晶过程

1 是合金Ⅰ的平衡结晶过程

我们看它并不和

共晶反应线cde相交

在冷却过程中

随着温度的降低

它从液相先冷却到1这一点

然后它开始结晶

形成α相

直到结晶完了

到2这一点变成完全的α相

继续冷却时

它并不发生转变

直到3这一点

也就是说α相的固溶度线

继续降温时

锡在铅中的溶解度降低

这个时候就会析出β相

或者说二次的β相

所以在室温下

它的组织为α+β_Ⅱ

它的组成相仍然是α相和β相

运用杠杆定律

两相的质量分数

可以进行计算

这个时候

α相的质量分数

为x_1到g除以fg

β相的质量分数

为fx_1除以fg

这样就可以把两相的质量分数

给算出来

合金1它的室温组织为α+β_Ⅱ

组织由α和β_Ⅱ两部分组成

α和β_Ⅱ称为这个组织的组成物

组织组成物是指合金组织中

那些具有确定本质

一定的形成机制的

特殊形态的组成部分

组织组成物可以是单相

也可以是两相的混合物

合金Ⅰ的组织组成物是α和β_Ⅱ

它都是单相的

所以组织组成物

α和β_Ⅱ的质量分数

与组成相α和β的质量分数相等

下面我们看看合金Ⅱ的结晶过程

合金Ⅱ即为共晶合金

当液态的合金在冷却过程中

冷却到1这一点的时候

那么它会发生共晶反应

共晶反应是一个等温转变

所以温度不变

形成共晶组织

共晶反应它是一个等温转变

所以它直至形成全部的共晶组织

由α+β两相组成

继续冷却的时候

它冷却到室温仍然是共晶组织

所以室温下

它的组织为共晶体

由αβ两相组成

它的组织组成物也是共晶体

组成相为α相和β相

我们看这个图

它是个典型的共晶合金的

显微组织照片

为层片状的这样一个组织

3 合金Ⅲ（亚共晶合金）的结晶过程

当液态金属冷却到

1这一点的时候

它会发生由液相向α相的转变

一直到遇到2这一点

这个时候你可以发现

它仍然有一定的液体

液相的成分点在哪呢

液相的成分点在d这一点

而固相的成分点在c这一点

d这一点的成分为共晶成分

所以剩余的液体

它会发生共晶转变

所以会出现等温的共晶转变

直至全部转变共晶组织

继续冷却的时候

共晶组织仍然保持到室温

先析出的α相

中间它会析出二次的β相

所以这个时候它的室温组织

为初生的α相

加上二次的β相

然后加上（α+β）的共晶组织

它的组织组成物为α

二次的β和共晶体

组成相仍然是α相和β相

组成相的质量分数

可以用杠杆定律进行计算

杠杆的长度为fg

支点为X_3

所以α相的质量分数

为X_3到g除以杠杆的长度fg

β相的质量分数

为fX_3除以杠杆长度fg

4 过共晶合金

即 合金Ⅳ

成分位于de之间的合金

称为过共晶合金

下面我们一起来分析一下

过共晶合金Ⅳ的结晶过程

我们大家一起来选择一下

首先看这个冷却过程

我们看从0到1之间

大家选择一下

看看是什么

应该是什么

应该是液相对不对

所以选择L

好 我们看看

在1到2之间呢

1到2之间是什么

是L+β对不对

然后到2这一点以后

也就是说2和2’之间

它会发生共晶反应

应该是什么

应该是液相向（α+β）的

共晶体的转变

好 我们再看看

继续冷却的时候

在2’到3之间

我们看看是什么

它是β加二次的α

加（α+β）的共晶体

正不正确呢

我们检测一下

做对了 恭喜你

那过共晶的室温组织

就是初生的β加二次的α

加（α+β）的共晶体

亚共晶和过共晶的组织形貌

是个什么样呢

我们来看一下

这个图片

左侧为亚共晶的组织

有初生的枝晶相

有共晶体

然后有初生的α相里面的

析出的二次的β相

这些亮点

所以它的组织为初生的α

加二次的β加（α+β）的共晶体

我们再看看过共晶的组织

初生的是β 是亮的

这个之间形成的是共晶体

然后在这个初生的β里边

会有二次的α

所以它的室温组织

是初生的β加二次的α

加上（α+β）共晶体

下面我们学习发生包晶反应的

合金的结晶

在铂银 银锡 锡锑合金中

都有包晶反应

它们的相图是包晶相图

我们看看这个图

是铂银的合金相图

在这个相图中

同样有三个单相区

右上角的L液相区

左侧的α固相区

和右侧的β固相区

同样也有三个两相区

是在水平线ced之上的L+α两相区

水平线cde之下的α+β两相区

和L+β两相区

e这一点为包晶成分点

当e点的成分的合金

冷却到e点的温度时

它会发生包晶反应

包晶反应它是由一个液相

加上一个固相

生成另外一个固相的

这样一个反应

反应时三相共存

它们的成分确定

在恒定的温度下进行

水平线ced线为包晶反应线

相图中cf线为银

在α相中的溶解度线

eg线为铂在β相中的溶解度线

我们同样也来看

几个典型成分的结晶过程

首先看合金Ⅰ的结晶过程

合金Ⅰ为包晶成分合金

当液相冷却到1这一点以后

它会发生结晶

它会生成α相

当它继续冷却到2这一点的时候

它仍然有一部分液体存在

这个时候液体的成分为d点

固相α的成分为c这一点

这个时候它会发生包晶反应

会在一个恒定的温度下

进行反应

然后生成全部的β相

继续冷却的时候

β中固溶不了那么多的铂

它会析出二次的α

所以在室温下

它的室温组织为β+二次的α

组成相仍然是α+β

四 发生共析反应的合晶的结晶

共析相图的形状与共晶相图相似

d这一点的成分为共析成分

当液相经过匀晶反应

生成γ相以后

冷却到d点时

它会发生共析反应

共析反应是在一个恒温下进行

由一个固相γ相

生成两个固相α+β相

一种固相转变成完全不同的

两种固相的反应

称为共析反应

共析反应的产物为两相的混合物

成为共析体

共析相图中

各种成分的合金的结晶过程

与共晶相图相似

共析反应是在固态下进行

共析产物比共晶产物要更细密

最后我们介绍第五种相图

含有稳定化合物的合金的结晶

所谓稳定化合物是指

具有一定的化学成分

固定的熔点

熔化前不分解

也不发生其他化学反应的

这样一种化合物

我们再看这个镁硅相图

可以把镁二硅当作一个组元

把这个相图分成两个部分

在它的左侧是由镁和镁二硅

构成的这样一个共晶相图

在它的右侧是由镁二硅

和硅构成的另外一个共晶相图

所以一个稳定的化合物

镁二硅可以当作一个组元来看待

把相图分成几个部分

这是我们共介绍了

五种典型的结晶反应

那么是匀晶的结晶反应

共晶的结晶反应

包晶的结晶反应

还有共析的这个结晶反应

另外还有具有稳定

化合物的合金的结晶反应

所以是典型的五种结晶形式

或者说五种相图

希望大家能够记住