二元三元合金顯微組織觀察課件

二元三元合金顯微組織觀察二元三元合金顯微組織觀察1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過鉛錫及鉛錫鉍合金顯微組織觀察，熟悉鑄態(tài)合金組織的形態(tài)特征，鞏固合金組織與狀態(tài)圖的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^鉛錫及鉛錫鉍合金顯微組織2

二元合金

根據(jù)二元相圖及凝固條件，二元合金可構(gòu)成不同組織，其形態(tài)因組成相特性、冷卻速度、組成相相對(duì)量不同可有多種特征。

二元合金

根據(jù)二元相圖及凝固條件，二元合金3以Pb-Sn系合金相圖為例分析其共晶、亞共晶、過共晶等不同成分合金的結(jié)晶過程及結(jié)晶后所形成組織的特征。以Pb-Sn系合金相圖為例分析其共晶、亞共晶、過共晶等不同成4含Sn量小于19%的合金由相圖可見，含Sn量為10%的合金Ⅰ緩慢冷卻至液相線(點(diǎn)1）時(shí)，從液體中結(jié)晶出α固溶體。當(dāng)合金冷卻到固相線（點(diǎn)2）時(shí)，全部結(jié)晶成α固溶體。當(dāng)溫度繼續(xù)下降到固相線（點(diǎn)3）以下時(shí)，剩余Sn以β固溶體的形式從α固溶體中析出。這種從α固溶體中析出的β相叫做次生的β固溶體，并以βⅡ表示。10%Sn-Pb合金的顯微組織為：黑色是基體為α相、白色的顆粒為βⅡ。含Sn量小于19%的合金由相圖可見，含Sn量為5共晶合金

含61．9％Sn的Pb—Sn合金Ⅱ，它從液態(tài)緩慢冷卻時(shí)，在共晶溫度發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，直到液相完全消失為止。所得到的共晶組織：由α和β兩種固溶體組成，它們的相對(duì)量可用杠桿定律計(jì)算：α==

β=1－α=54.6%

61．9％Sn的Pb—Sn合金顯微組織：層狀共晶組織（黑色的是α相，白色的是β相）。共晶合金含61．9％Sn的Pb—S6亞共晶合金

成分位于共晶線上共晶點(diǎn)左側(cè)亞共晶合金。下面以含50％Pb—Sn的合金Ⅲ為例進(jìn)行分析。

合金Ⅲ在液相線和固相線點(diǎn)1—2之間緩慢冷卻時(shí)，不斷從液相中結(jié)晶出α固溶體。當(dāng)溫度降到共晶溫度點(diǎn)2時(shí)，α相和剩余液相的成分分別達(dá)到M點(diǎn)和E點(diǎn)。直到剩余液相全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿ЫM織為止。此時(shí)亞共晶合金組織由先共晶α和共晶(α十β)組成。

50％Sn的Pb—Sn亞共晶顯微組織：黑色樹枝狀是先共晶α固溶體，黑白相間分布的是(α十β)共晶，α晶粒內(nèi)的白色顆粒為βⅡ。

(100倍）亞共晶合金成分位于共晶線上共晶點(diǎn)左側(cè)亞共晶合金。7

過共晶合金過共晶合金的結(jié)晶過程與亞共晶相似，所不同的是先共晶相不是α，而是β固溶體。結(jié)晶后的組織由初生β相和共晶(α十β)組成。

70％Sn的Pb—Sn合金Ⅳ的顯微組織：亮白色卵形組織為初生相β，黑白相間分布的為(α十β)共晶組織。過共晶合金過共晶合金的結(jié)晶過程與亞共8離異共晶

當(dāng)合金靠近19％和97.5％Sn時(shí)，此時(shí)共晶組織量很少而先共晶量很大，共晶組織中與先共晶相同的組成相會(huì)依附先共晶相長(zhǎng)大，把另一組成相排擠到先共晶相的晶界

5%Pb-Sn合金離異共晶組織離異共晶當(dāng)合金靠近19％和97.5％9三元合金

三元相圖是研究三元合金成分、組織和性能之間關(guān)系的理論依據(jù)。利用三元相圖的投影圖可分析合金的凝固過程，可知合金應(yīng)有的顯微組織。以Pb—Sn—Bi三元相圖為例，分析不同成分合金的凝固過程及顯微組織特征。三元合金

三元相圖是研究三元合金成10BiSnPb6789E1E2E3Pb-Sn-Bi等溫線投影圖E二元共晶線：E1E、E2E、E3E三元共晶點(diǎn)：EBiSnPb6789E1E2E3Pb-Sn-Bi等溫線投影圖11合金6

當(dāng)合金成分為：5％Pb,29％Sn，66％Bi。位于初生晶體Bi的液相面內(nèi)首先結(jié)晶出Bi晶體，液相成分沿Bi點(diǎn)與合金成分點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線變化，與E3E相交，液相結(jié)晶出(Bi+Sn)兩元共晶體。這時(shí)液相成分沿E3E二元共晶線變化，最后到達(dá)四相平衡共晶點(diǎn)E，合金凝固后的組織為初生晶體Bi＋兩元共晶體(B1十Sn)＋三元共晶體(Bi+Sn十Pb)。合金6當(dāng)合金成分為：5％Pb,29％Sn，66％12合金7

合金成分為：16％Pb,26％Sn，58％Bi位于E3E線上，開始就結(jié)晶出兩相共晶體(Bi+Sn)，隨著溫度的降低，成分點(diǎn)落在四相平衡共晶反應(yīng)面上，直到結(jié)晶過程結(jié)束。所得組織為兩元共晶體(Bi+Sn)＋三元共晶體(Bi+Sn十Pb)。合金7合金成分為：16％Pb,26％Sn，58％13合金8合金成分為：25％Pb,15％Sn，60％Bi。隨著溫度的降低不斷結(jié)晶出Bi晶體的同時(shí)，液相成分落在四相平衡共晶反應(yīng)面范圍內(nèi)，故液相成分將變至E點(diǎn)。結(jié)晶過程將以四相平衡共晶反應(yīng)告終，所得組織為初生Bi＋三元共晶體(Bi+Sn+Pb)。初生晶體Bi具有規(guī)則的外形。合金8合金成分為：25％Pb,15％Sn，6014合金9(E點(diǎn)）

合金成分為：32%Pb,17%Sn,51%Bi。

當(dāng)E點(diǎn)合金液體冷卻到96℃時(shí)，立即發(fā)生四相平衡共晶應(yīng)，并以此結(jié)晶終了，所得組織為(Bi+Sn+β)三元共晶體，Bi呈亮色，β相為黑色，Sn為褐色。合金9(E點(diǎn)）合金成分為：32%Pb,17%S15實(shí)驗(yàn)方法和指導(dǎo)

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1）觀看多媒體計(jì)算機(jī)演示的二元三元合金的各種顯微組織，并分析其組織形態(tài)特征；2)在顯微鏡下觀察表中二元三元合金的顯微組織，并畫出示意圖。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料1)金相顯微鏡（4X型）；2)二元三元合金金相試樣一套。實(shí)驗(yàn)方法和指導(dǎo)1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟16二元三元合金金相試樣序號(hào)合金成分侵蝕劑190%Pb+10%Sn黑色α＋βⅡ3％硝酸酒精溶液25%Pb+95%Sn胞狀（離異）共晶3％硝酸酒精溶液338.1%Pb+61.9%Sn層狀共晶3％硝酸酒精溶液450%Pb+50%Sn黑色α枝晶＋（α＋β）共晶＋βⅡ3％硝酸酒精溶液530%Pb+70%Sn白色β卵狀組織＋（α＋β）共晶＋αⅡ3％硝酸酒精溶液65%Pb+66%Bi+29%Sn白色Bi方塊＋（Bi＋Sn）共晶＋（Bi＋Sn＋Pb）共晶3％硝酸酒精溶液716%Pb+58%Bi+26%Sn較亮的（Bi＋Sn）共晶＋（Bi＋Sn＋Pb）共晶3％硝酸酒精溶液825%Pb+60%Bi+15%SnBi初晶＋（Bi＋Sn＋Pb）共晶3％硝酸酒精溶液932%Pb+51%Bi+17%Sn三元共晶（Bi＋Sn＋Pb）3％硝酸酒精溶液二元三元合金金相試樣序號(hào)合金成分侵蝕劑190%Pb+10%S17實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.畫出觀察二元三元合金的金相組織示意圖。并標(biāo)明材料、狀態(tài)、組織、侵蝕劑、放大倍數(shù)。3.對(duì)Pb—Sn—Bi合金，標(biāo)出四種合金在投影固上的位置并分析其結(jié)晶過程，分析三元合金初生相，兩相共晶組織和三相共晶組織的特征。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?8

10%Sn-90%Pb%合金α+βⅡ

500×10%Sn-919

5%Pb-Sn合金離異共晶500×5%Pb-Sn合金離異共晶20

38.1%Pb-61.9%Sn合金層狀共晶500×

38.1%Pb-61.9%Sn合金21

50%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+（α+β）共晶+βⅡ500×

50%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+2250%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+（α+β）共晶+βⅡ100×50%Pb-50%Sn合金黑色α枝晶+（α+β）23

30%Pb-70%Sn合金白色β枝晶+（α+β）共晶+αⅡ

500×

30%Pb-70%Sn合金白色β枝晶+（α+24

5%Pb-66%Bi-29%Sn合金

白色Bi方塊+（Bi+Sn)共晶+（Bi+Sn+Pb)共晶500×

25

16%Pb-58%Bi-26%Sn合金

較亮的（Bi+Sn)共晶+（Bi+Sn+Pb)共晶500×

26