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二元合金的显微组织实验三二元合金的显微组织(MicrostructuresofBinaryAlloys)实验学时:1实验类型:综合前修课程名称:《材料科学导论》适用专业:材料科学与工程实验目的运用二元共晶型相图,分析相图中典型组织的形成及特征。二、概述二组元在液态下互溶,而在固态下有限互溶,且具有共晶转变特征的相图叫二元共晶相图。本次实验,以Pb—Sn系合金相图为例分析共晶、亚共晶、过共晶等不同成分合金的结晶过程及结晶后所形成组织的特征。简略相图如下:⒈共晶合金%的合金为共晶合金(图中合金Ⅰ)。当从液态缓慢冷却时,在温度Te发生共晶转变,既Le→αc+βd。这一过程在Te温度下一直到液相完全消失为止。所得到的共晶组织由αc和βd两个固溶体组成。它们的相对量可用杠杆定律计算:继续冷却时,将从α和β中分别析出βⅡ和αⅡ。由于从共晶体中析出的次生相常与共晶体中的同类相混在一起,很难分辨,这样,在结晶过程全部结束时合金获得非常细密的两相机械混合物。样品制备中的腐蚀剂是4%的***酒精,显微镜中,α相呈暗色,β相呈亮色。参见图3-1。(3-1)铅锡二元共晶(3-2)铅锡二元亚共晶⒉亚共晶合金凡成分位于共晶点e以左,c点以右的合金(如图中的合金Ⅱ)叫亚共晶合金。合金Ⅱ熔化后在液相线与固相线之间缓慢冷却时,不断地从液相中结晶出α固溶体。随着温度的下降,液相成分沿ac线变化,逐渐趋向于e点;α相的成分沿固相线ac变化,并逐渐趋向于c点。当温度降到共晶温度时,α相和剩余液相的成分将分别到达c点和e点。这时,成分为e点的液相发生前述的共晶转变,直到剩余液相全部转变为共晶组织为止。这时,亚共晶合金的组织是由先共晶α相和共晶体(α+β)所组成。在共晶温度以下继续冷却的过程中,将分别从α和β相中析出βⅡ和αⅡ。在显微镜下,除了从先共晶α相晶粒内或边界上析出的βⅡ有可能观察到外,共晶组织中析出的βⅡ和αⅡ一般不易辨认。合金中组织组成物的相对量也可以用杠杆定律来计算。亚共晶组织中的初晶α呈枝晶状分布。参见图3-2。⒊过共晶合金凡成分位于共晶点e以右,d点以左的合金(如图中的合金Ⅲ)称为过共晶合金。这类合金的结晶过程类似于亚共晶合金,所不同的是:先共晶相不是α,而是β固溶体。结晶后的组织是由先共晶β相和共晶体(α+β)所组成。初晶β也呈枝晶状分布。参见图3-3、3-4。(3-3)铅锡二元过共晶(100倍)(3-4)铅锡二元过共晶(25倍)⒋离异共晶