1、二元合金相图的绘制及显微组织分析,二元合金相图的绘制及显微组织分析,实验目的和意义二元相图绘制二元合金金相观察实验报告注意事项,二元合金相图的绘制及显微组织分析,1.学会运用二元合金相图分析合金的结晶过程及其平衡组织；2.学会用热分析法测定不同成分Pb-Sn合金的临界点，建立Pb-Sn二元合金相图；3.初步掌握Pb-Sb二元共晶型相图中的典型组织及其特征。,1.实验目的和意义,2.二元相图的绘制,2.1 试验原理2.2 试验仪器2.3 实验步骤,2.1 二元相图的绘制原理,方法：热分析法（步冷曲线法）。通常的做法是先将体系加热到一定温度使其全部熔化，然后让其在一定环境中自行冷却；并每隔一定的时
2、间（例如半分钟或一分钟）记录一次温度。以温度（T）为纵坐标，时间（t）为横坐标，画出步冷曲线T-t图。,2.1 二元相图的绘制原理,吉布斯相律：f=C-P+2f：体系自由度，指不影响体系平衡状态的独立可变参数（如温度，压力，浓度等）C：体系组元数P：相数对于不含气体的凝聚体系。压力对平衡体系的影响通常可忽略不计，此时相律可写成：f=C-P+1,2.1 二元相图的绘制原理,右图是二组分金属体系的一种常见类型的步冷曲线。当体系均匀冷却时，如果体系不发生相变，则体系的温度随时间的变化将是均匀的，冷却也较快（如图中ab线段）。若在冷却过程中发生了相变，由于在相变过程中伴随着热效应，所以体系温度随时间的
3、变化速度将发生改变，体系的冷却速度减慢，步冷曲线就出现转折即拐点（如图中b点所示）。当熔液继续冷却到某一点时（例如图中c点），由于此时熔液的组成已达到最低共熔混合物的组成，故有最低共熔混合物析出，在最低共熔混合物完全凝固以前，体系温度保持不变，因此步冷曲线出现水平线段即平台（如图中cd段）。当熔液完全凝固后，温度才迅速下降（见图中de线段）。,2.1 二元相图的绘制原理,由此可知，对组成一定的二组分低共熔混合物体系，可以根据步冷曲线，判断固体析出时的温度和最低共熔点的温度。然后用温度作纵坐标，组成作横坐标绘制相图时间温度曲线图。,2.2 二元相图的绘制仪器,KWL-10可控升降温电炉SWKY-
4、II数字控温仪电脑（含操作软件）,2.2 二元相图的绘制仪器,KWL-10可控升降温电炉SWKY-II数字控温仪,2.2 二元相图的绘制仪器,SWKY-II数字控温仪的前面板,2.2 二元相图的绘制仪器,SWKY-II数字控温仪的后面板,2.2 二元相图的绘制仪器,KWL-10可控升降温电炉前面板,KWL-10可控升降温电炉后面板,2.3 二元相图的绘制步骤,1.领取一套Pb-Sn合金试样，共计5支：81Pb19Sn，60Pb40Sn，38Pb62Sn，20Pb80Sn，5Pb95Sn。2.将装有试样的试管插入控温区电炉，温度传感器插入控温传感器插孔，温度传感器插入测试区电炉炉膛内。,2.3
5、二元相图的绘制步骤,3.打开控温仪电源，设置控制温度，按“工作置数”键，置数灯亮，按设计温度置数，设置完毕，再按一下“工作置数”按键，转换到工作状态。温度显示从设置温度转换为控制温度当前值，工作指示灯亮。（注意：置数工作状态时，仪器不对加热器进行控制。）4.当温度显示达到所设定的温度后，稳定一段时间，使试管内熔化的试剂能够混合均匀。,2.3 二元相图的绘制步骤,5.打开电脑中的测试软件，按要求录入试样并开始测试。6.打开升降温电炉前面板上的电源开关，调节风速旋钮使冷速均匀合适（5-10度/分钟）。7.当试管温度冷至120度左右时，关闭升降温电炉前面板上的电源开关，保存数据，停止实验。,2.3 二元相图的绘制步骤,Pb-Sb合金相图,3 二元合金金相观察,Pb-Sb合金状态图,3 二元合金金相观察,观察仪器：金相显微镜。观察试样成分及组织：,4.试验报告,.实验目的与内容。.实验步骤。.作出本小组测得的合金的冷却曲线，再根据各小组测得的冷却曲线，建立二元合金相图。.画出三种Pb-Sb合金的典型组织示意图，并注明相应的组织组成物。,返回,5.注意事项,1.注意：冷却曲线应如右图所示，在每段做出切线，交点可视为相变转变点。,
