實驗一用熱分析法建立二元合金相圖

實驗一用熱分析法建立二元合金相圖第1頁/共28頁實驗一

用熱分析法建立二元合金相圖第2頁/共28頁一、實驗?zāi)康?/p>

熟悉用熱分析法測定金屬與合金的臨界點，并根據(jù)臨界點畫出二元合金相圖。第3頁/共28頁二、實驗原理熱分析法是通過測量、記錄金屬或合金在緩慢加熱或冷卻過程中溫度隨時間的變化來確定其臨界點。沒有發(fā)生相變時，溫度隨時間增加而均勻地降低或增加；一旦發(fā)生了某種轉(zhuǎn)變，則由于有熱效應(yīng)產(chǎn)生，冷卻曲線上就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，該轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的溫度就是所求的臨界點。第4頁/共28頁二、實驗原理第5頁/共28頁三、實驗設(shè)備與材料實驗裝置第6頁/共28頁合金編號合金成分Pb-Sb合金系Pb-Sn合金系123456100%Pb95%Pb+5%Sb88.8%Pb+11.2%Sb80%Pb+20%Sb60%Pb+40%Sb100%Sb100%Pb80%Pb+20%Sn60%Pb+40%Sn38.1%Pb+61.9%Sn20%Pb+80%Sn100%Sn實驗材料三、實驗設(shè)備與材料第7頁/共28頁1分組，每組3人2熔化合金，至熔點以上100℃左右3冷卻，測冷卻曲線：每隔1min記錄一次電位差計的讀數(shù)，在臨界點附近，可以每隔半分鐘作一次記錄。4作出冷卻曲線，確定臨界點5根據(jù)不同成分的臨界點，作出相圖四、實驗步驟第8頁/共28頁五、實驗報告要求1本組合金的實驗數(shù)據(jù)記錄。2根據(jù)各種成分合金的臨界點，按比例作出Pb-Sb或Pb-Sn合金相圖。3對實驗結(jié)果進行分析和總結(jié)。第9頁/共28頁特別注意高溫熔液，防止熔液傾倒，進入熔液的熱電偶、溫度計等應(yīng)該預熱、干燥后進入。測溫計時采用倒計時。六、實驗注意事項第10頁/共28頁實驗二固態(tài)金屬中的擴散

第11頁/共28頁一、實驗?zāi)康挠脭U散定律的誤差函數(shù)解估算碳在鐵中的擴散系數(shù)，加深對擴散定律的理解。根據(jù)相圖和擴散理論分析二元系擴散偶的擴散層組織。第12頁/共28頁二、實驗原理（一）碳在鐵中擴散系數(shù)D的估算用金相法通過測量滲層深度近似給出不同位置x的碳濃度。Cs有Fe—C相圖確定或滲碳時的氣氛碳勢。根據(jù)上式即可計算C在鐵中的擴散系數(shù)D。第13頁/共28頁（二）銅—鋅擴散偶的擴散層組織

可借助Cu－Zn相圖分析擴散層組織，注意二元合金擴散層不會出現(xiàn)兩相區(qū)二、實驗原理第14頁/共28頁三、實驗試樣純鐵滲碳金相試樣：930℃滲碳，表面碳濃度為1.4%，時間0.5,1,2,4h。380℃擴散10h的銅-鋅擴散偶金相試樣。500℃擴散10h的銅一鋅擴散偶金相試樣。第15頁/共28頁四、實驗內(nèi)容與步驟1.用金相顯微鏡觀察純鐵滲層組織，滲碳測量滲層的深度x（半珠光體層到表面的距離）。2.對照Cu-Zn相圖，用金相顯微鏡觀察和分析銅-鋅擴散偶的擴散層組織（500℃擴散10h和380℃擴散10h兩種），并測量擴散層中β、γ和ε相區(qū)的厚度z。第16頁/共28頁五、實驗報告要求1．設(shè)計一個表格，把T（滲碳溫度）、t（滲碳時間）、CS（表面碳濃度）、x1、x2、x3、及D填入表內(nèi)。2．用求得的D值和已知的t、Cs值求不同深度的碳濃度，并建立滲層的C%-x曲線，所設(shè)x值不得少于8個。3．分別畫出500℃擴散10h和380℃擴散10h的銅-鋅擴散偶擴散層組織示意圖，并注明各層各相的名稱。4．以距離Z為橫坐標，以鋅濃度Zn%為縱坐標，將實驗中測得的各相區(qū)的厚度標在橫坐標上，根據(jù)Cu-Zn相圖確定500℃和380℃各相的最低含鋅量和最高含鋅量，然后建立擴散層中鋅濃度分布曲線，即Zn%-Z曲線。第17頁/共28頁實驗三二元合金顯微組織觀察第18頁/共28頁一、實驗?zāi)康膶W會運用二元相圖分析平衡狀態(tài)下合金的顯微組織。熟悉典型二元合金相圖及平衡凝固后的顯微組織特征。第19頁/共28頁1.勻晶合金Ni－Cu合金相圖二、實驗原理第20頁/共28頁Ni－70%Cu合金單相固溶體組織

Ni－70%Cu合金枝晶組織

二、實驗原理1.勻晶合金第21頁/共28頁二、實驗原理2.共晶合金Pb－Sn合金相圖第22頁/共28頁Pb－Sn合金共晶組織

Pb－Sn合金亞共晶組織

Pb－Sn合金過共晶組織

二、實驗原理2.共晶合金第23頁/共28頁Sb－Sn合金相圖3.包晶合金二、實驗原理第24頁/共28頁Sn－80％Sb合金顯微組織

二、實驗原理3.包晶合金第25頁/共28頁三、實驗內(nèi)容

采用金相顯微鏡觀察下表所示的二元合金顯微組織，將組織組成物及其形貌填入表中。第26頁/共28頁三、實驗內(nèi)容合金類別合金成分（wt.%）組織組成物及其形貌Pb-Sn亞共晶Sn40％Pb-Sn共晶Sn62％