四、二元相图1. ferrite铁素体。碳在a-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体auste nite奥氏体。碳溶入丫-Fe形成的间隙固溶体称为奥氏体，FCC结构。ceme ntite渗碳体。即戸奈I,是一种中间相，具有正交结构的间隙化合物。pearlite珠光体。a和呈片层相间分布的组织，经抛光腐蚀后在显微镜下观察很像指纹并有珍珠光泽。ledeburite莱氏体。铁碳相图中共晶转变后的产物，是丫和 的机械混合物2. An alyze the tran sformatio ns experie need by a Fe-C alloy containing 3.5% carb on as it is slowly cooled from the liquid to room temperature. (1) Determine the microstructures at 1149C, 1147C, 728C , 726C and 20C . (2) Calculate the relative amount of each phase presentin term of mass fraction. (3) Calculatethe relative amount of each microstructure in term of mass fractio n.Soluti on(1)1149C 1147C 728C726C 20 CL+ 丫 y+Le+Cn+Lep+F勺5 十 Le p+cn+Le(2)(3)6.69-S.5叫6.69-0,0210 84%3.5-0.21(1/ = 6.69-0.210= 52J6%43-3.569-2.11F 一一 4JT2H * -0.77 厂 2a26%X5-2,llWLe = 43-2.11=63.47%-43-3,5 2JI -077WFe3Cfl = 4.3-241 * 69-0.77 = &27%3.计算变态莱氏体中共晶渗碳体、二次渗碳体和共析渗碳体的含量解：变态莱氏体中4.3-ZllW44 q昭共晶反应完成后壇;3再心WY = 1 - 44.5% = 55.4%241-07772 严丄时=片 + 6.69-0.77 = 12 五晞0.77-0.022 阵叫广厲4開-12-5%)，7 = 珊4. 组元A和B在液态完全互溶，但在固态互不溶解，且形成一个与A、B不同晶体结构的中间化合物，由热分析测得下列数据：含B 量液相线温固相线温(wt%.%)度C）度（C）01000209007504076575043750509307506310408085064090640100800（a画出平衡相图，并注明个区域的相、各点的成分及温度，并写出中间化合物的分子式（原子量 A=28，B=24）。（b） 100kg的含20wt.%B的合金在800C平衡冷却到室温，最多能分离出多少纯 A。(a)如图，Icmca点，纯 A，T =:1000C；叽b点，=T = 750C13%伽七e点，w 迢)=63% 3I = 1M C- 1d点，“=加，T =/Le占0八、3纯 B，丫 二:800CA解:-H中间相为A-t(b)由图中虚线可知，在11范围，液相成分沿液相线变化，析出 A。设刚到75OT时，析出A的质量为100 2Q%100- =43%叫=53.5k剩余液相L质量为100-53.5=46.5kg在发生共晶反应析出卜川曲,设共63-43晶反应析出A质量为 吩心时=17阳最多能分理出纯A的质量为wi + w2 = 7t3k5. 如图的二元合金相图，(1) 分析5.5%Cu合金和5.8%Cu合金在平衡结晶和快速冷却不平衡结晶时的 组织特点；(2) Al为fee结构，图中的 相为何种晶体结构？(3) 指出此二元系中比较适合做变形合金和铸造合金的成分范围。(4) 设X合金平衡凝固完毕时的组织为初晶+( + $共晶，其中 初晶占 80%，则此合金中$组元的含量是多少？(5) 绘出T=560C温度时各相的自由能-成分曲线示意图。解：(1) 5.5%:平衡结晶：Lf L+ aa+7,不发生共晶反应，室温下a和析出的量可用杠杆定律计算。快速冷却不平衡结晶 Cu可能超过5.65%发生共晶反应。5.8%Cu:发生共晶反应，可用杠杆定律计算相对含量。L L+ a L卄a a+ 0 a+( a+ () a+( a+ ()+ 打(2) a为端际固溶体，与Al结构相同，FCC结构(3) 变形合金05.65%;铸造合金33.2%附近。33.2 - S.65(4) W0= - 80% * 62.5 - 5.65 - 9 7%(5)如图，固溶体合金的相图如图所示，试根据相图确定：（a）成分为40%B的合金首先 凝固出来的固体成分；（b）若首先凝固出来的固体成分含60%B,合金的成分 为多少？ （c）成分为70%B的合金最后凝固的液体成分； （d）合金成分为 50%B,凝固到某温度时液相含有 40%B,固体含有80%B，此时液体和固体解：（a）80%；（ b）20%；（c）20%；50-40（d）% 一 丽石 * W0% 25% 叫=1 -叫-75%五，三元相图1. 某三元合金K在温度为ti时分解为B组元和液相，两个相的相对量 Wb/Wl =2。已知合金中A组元和C组元的重量比为3,液相含B量为40%，试求合 金K的成分。解： Wb/Wl = 2，二 Wb1=66.7%, Wl=33.3%L 中 B , Wb2=33.3%*40%=13.32% a Wb= Wbi+Wb2=80.02% A/C=3 , a Wa= Wl*0.75=33.3%*0.75=14.97%Wc= Wl*0.25=33.3%*0.25=4.99%合金K的成分为：A 14.97%;B 80.02% C 4.99%。2.成分为40%A、30%B和30%C的三元系合金在共晶温度形成三相平衡，三相成分如下:嵌相：tQ%Blo%C0栩85A10 %EBC1Q%A2070计算液相、a相和B相各占多少分数；试估计在同一温度 a相和B相的成分同上，但各占 50%时合金的成分。解：设液相、a相和B相各占x,y,z.50%x+85%y+10%z=40% Ax=10.5%40%x+10%y+20%z=30%By=34.2%10%x+5%y+70%z=30%Cz=55.3%所以，液相占10.5%,a相34.2%,B相55.3%;WA=50%*85%+50*10%=47.5%WB=50%*10%+50*20%=15%WC= 50%*5%+50*70%=37.5%所以，合金成分为 A 47.5%， B 15%， C 37.5%。3. 说明三元相图的变温截面、等温截面、投影图的作用及局限性。答：（1）变温截面，垂直界面图。有助于了解凝固过程中的相变温度。但不可以在 两相区内使用杠杆定律计算平衡相的相对量， 液固相线仅是垂直截面与立体相图 的相区分界面的交线，并不是两相成分变化线。（2）等温截面，水平界面图。可分析不同成分三元合金所处相的状态。但只能 反映当前温度下的状态，不能清楚反应凝固及相变化过程。（ 3）投影图，是分析合金加热或冷却过程的有效工具，根据一系列等温线的走 向可以判断三组元熔点的高低； 在相同温度间隔的条件下， 可根据同系列等高线 的疏密程度判断相界面高度随成分变化的程度； 根据合金成分投影点在系列同组 液-固等高线的位置变化情况，可判断合金开始凝固和凝固结束温度如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！