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1、第四章二元合金相图与合金凝固一、本章主要内容：相图基本原理：相，相平衡，相律，相图的表示与测定方法，杠杆定律；二元匀晶相图：相图分析，固溶体平衡凝固过程及组织，固溶体的非平衡凝固与微观偏析固溶体的正常凝固过程与宏观偏析：成分过冷，溶质原子再分配，成分过冷的形成及对组织的影响，区域熔炼；二元共晶相图：相图分析，共晶系合金的平衡凝固和组织，共晶组织及形成机理：粗糙粗糙界面,粗糙光滑界面,光滑光滑界面；共晶系非平衡凝固与组织：伪共晶，离异共晶，非平衡共晶；二元包晶相图：相图分析，包晶合金的平衡凝固与组织，包晶反应的应用铸锭：铸锭的三层典型组织，铸锭组织控制，铸锭中的偏析其它二元相图：形成化合物的二元
2、相图，有三相平衡恒温转变的其它二元相图：共析，偏晶，熔晶，包析，合晶，有序、无序转变，磁性转变，同素异晶转变二元相图总结及分析方法二元相图实例：Fe-Fe3C亚稳平衡相图，相图与合金性能的关系相图热力学基础：自由能成分曲线，异相平衡条件，公切线法则，由成分自由能曲线绘制二元相图二、1.填空1相律表达式为f=C-P+2。2. 固溶体合金凝固时，除了需要结构起伏和能量起伏外，还要有_成分起伏。3. 按液固界面微观结构，界面可分为光滑界面和粗糙界面_。4. 液态金属凝固时，粗糙界面晶体的长大机制是.垂直长大机制，光滑界面晶体的长大机制是二维平面长大禾口依靠晶体缺陷长大。5在一般铸造条件下固溶体合金容
3、易产生枝晶偏析，用均匀化退火热处理方法可以消除。6液态金属凝固时，若温度梯度dT/dX0（正温度梯度下），其固、液界面呈平直状状,dT/dXmc0/D（l-k0）/k0时才产生成分过冷。（X）19在二元合金中，铸造性能最好的是共晶合金。（V）20固溶体合金凝固时，在正温度梯度下晶体也可能以树枝晶长大。（V）21无论何种成分碳钢组织中铁素体相对量随C%增加而减少，珠光体相对量则增加。（X）22莱氏体和变态莱氏体存在的温度范围不同（V），除此之外，二者无其他差别（X）。高于727Ld=A+Fe3C,小于727LFe3Cii23铸铁平衡结晶过程只有共晶转变而没有共析转变。（X）24Fe-Fe3C相图
4、中，含碳量低于0.0218%的合金平衡结晶组织中才有三次Fe3C存在。（X）25铁素体与奥氏体的根本区别在于溶碳量不同，铁素体少而奥氏体多。（X）5问答1试说明在正温度梯度下，为什么固溶体合金凝固时可以呈树枝状方式成长，而纯金属则得不到树状晶。固溶体合金形核除需要能量起伏和结构起伏外，还需要成分起伏，非平衡结晶时产生偏析，一般会产生成分过冷，凝固过程是在一个温度区间进行，而纯金属凝固在等温进行。2、根据铁碳相图回答下列问题：（）写出下列合金的化学成分：a. 最容易产生枝晶偏析的合金；亚共晶白口铁。b. Fe3C含量最多的合金；c.珠光体含量最多的合金；d.莱氏体含量最多的合金。Fe3CII含量
5、最多的合金、珠光体含量最多的合金、莱氏体含量最多的合金的合金成分分别为含碳量2.11%，0.77%，4.3%。（2）画出Fe-1.2%C合金的室温平衡组织示意图，并计算出其中相组成物和组织组成物的百分含量。教材P139（3）绘出含0.4%C的亚共析碳钢的室温平衡组织示意图。1.2%0.4%(4)根据Fe-Fe3C状态图确定下列三种钢在给定温度下的显微组织(填入表中)含碳量温度。C显微组织温度C显微组织0.4770A+F900A0.77680P770A1.0700P+Fe770A+4根据Fe-Fe3C相图分析含碳量为0.6%的碳钢其室温平衡组织是什么？计算其共析温度下相组成物及组织组成物相对含量。该合金室温下组织组成物为：F+P组织组成物的相对重量百分比为：P55SW*00%,WlOO%PPSPS共析温度下相的相对重量百分比为WFeCpk00%，PK00%5计算室温平衡组织为铁素体+珠光体且F/P=3/l时的含碳量,并示意绘出组织图。亚共析钢0.58%(0.77-x)/(0.77-0.02l8)=0.757
第四章二元合金相图与合金凝固答案
