题目
已知 A(熔点 600 ℃)与 B(500 ℃) 在液态无限互溶;在固态 300℃时 A 溶于 B 的最大溶解度为 30% ,室温时为 10% ,但 B 不溶于 A ;在 300 ℃ 时,含 40% B 的液态合金发生共晶反应。现要求:1)作出 A-B 合金相图 .2)分析 20% A,45%A,80%A 等合金的结晶过程,并确定室温下的组织组成物 和相组成物的相对量。
已知 A(熔点 600 ℃)与 B(500 ℃) 在液态无限互溶;在固态 300℃时 A 溶于 B 的最大溶解度为 30% ,室温时为 10% ,但 B 不溶于 A ;在 300 ℃ 时,含 40% B 的液态合金发生共晶反应。现要求:1)作出 A-B 合金相图 .2)分析 20% A,45%A,80%A 等合金的结晶过程,并确定室温下的组织组成物 和相组成物的相对量。
题目解答
答案
答:( 1)略
( 2) 20%A 合金如图①:
合金在 1 点以上全部为液相,当冷至 1 点时,开始从液相中析出α固溶体,至 2 点结束, 2~ 3 点之间合金全部由α固溶体所组成,但当合金冷到 3 点以下,由 于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度,于是从固溶体α中析出二次相 A ,因 此最终显微组织:α +A Ⅱ
相组成物 : α+A
A= (90-80/90 ) *100%=11% α=1-A%=89%
45%A 合金如图②:
合金在 1 点以上全部为液相,冷至 1 点时开始从液相中析出α固溶体, 此时液相线成分沿线 BE变化,固相线成分沿 BD 线变化,当冷至 2 点时,液相 线成分到达 E点,发生共晶反应,形成( A+ α)共晶体,合金自 2 点冷至室温 过程中,自中析出二次相 A Ⅱ,因而合金②室温组织:
AⅡ+ α+(A+ α) 相组成物 :A+ α
组织:AⅡ=(70-55 )/70*100%=21% α=1- A Ⅱ=79%
A+ α= (70-55 )/(70-40 )*100%=50%
相:A= (90-55 )/90*100%=50% α=1-A%=50%
80%A 合金如图③:
合金在 1 点以上全部为液相,冷至 1 点时开始从液相中析出 A ,此时液相线成 分沿 AE线变化,冷至 2 点时,液相线成分到达点,发生共晶反应,形成 (A+α) 共晶体,因而合金③的室温组织: A+ (A+ α) 相组成物: A+ α
组织: A= (40-20 )/40*100%=50% A+ α=1-A%=50%
相: A= (90-20 )/90*100%=78% α=1-A%=22%
解析
步骤 1：绘制 A-B 合金相图
- A 和 B 在液态无限互溶，因此液相线是连续的。
- 在固态 300℃时，A 溶于 B 的最大溶解度为 30%，室温时为 10%。
- B 不溶于 A，因此在 A 的固态中不会出现 B。
- 在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应，形成共晶点。
步骤 2：分析 20% A 合金的结晶过程
- 合金在 1 点以上全部为液相。
- 冷至 1 点时，开始从液相中析出α固溶体，至 2 点结束。
- 2~3 点之间合金全部由α固溶体所组成。
- 冷到 3 点以下，由于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相 A。
- 最终显微组织：α + AⅡ
- 相组成物：α + A
- A = (90-80/90) * 100% = 11%
- α = 1 - A% = 89%
步骤 3：分析 45% A 合金的结晶过程
- 合金在 1 点以上全部为液相。
- 冷至 1 点时开始从液相中析出α固溶体，此时液相线成分沿线 BE 变化，固相线成分沿 BD 线变化。
- 当冷至 2 点时，液相线成分到达 E 点，发生共晶反应，形成 (A + α) 共晶体。
- 冷至室温过程中，自中析出二次相 AⅡ。
- 最终显微组织：AⅡ + α + (A + α)
- 相组成物：A + α
- 组织：AⅡ = (70-55) / 70 * 100% = 21%
- α = 1 - AⅡ = 79%
- A + α = (70-55) / (70-40) * 100% = 50%
- 相：A = (90-55) / 90 * 100% = 50%
- α = 1 - A% = 50%
步骤 4：分析 80% A 合金的结晶过程
- 合金在 1 点以上全部为液相。
- 冷至 1 点时开始从液相中析出 A，此时液相线成分沿 AE 线变化。
- 冷至 2 点时，液相线成分到达点，发生共晶反应，形成 (A + α) 共晶体。
- 最终显微组织：A + (A + α)
- 相组成物：A + α
- 组织：A = (40-20) / 40 * 100% = 50%
- A + α = 1 - A% = 50%
- 相：A = (90-20) / 90 * 100% = 78%
- α = 1 - A% = 22%
- A 和 B 在液态无限互溶，因此液相线是连续的。
- 在固态 300℃时，A 溶于 B 的最大溶解度为 30%，室温时为 10%。
- B 不溶于 A，因此在 A 的固态中不会出现 B。
- 在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应，形成共晶点。
步骤 2：分析 20% A 合金的结晶过程
- 合金在 1 点以上全部为液相。
- 冷至 1 点时，开始从液相中析出α固溶体，至 2 点结束。
- 2~3 点之间合金全部由α固溶体所组成。
- 冷到 3 点以下，由于固溶体α的浓度超过了它的溶解度限度，于是从固溶体α中析出二次相 A。
- 最终显微组织：α + AⅡ
- 相组成物：α + A
- A = (90-80/90) * 100% = 11%
- α = 1 - A% = 89%
步骤 3：分析 45% A 合金的结晶过程
- 合金在 1 点以上全部为液相。
- 冷至 1 点时开始从液相中析出α固溶体，此时液相线成分沿线 BE 变化，固相线成分沿 BD 线变化。
- 当冷至 2 点时，液相线成分到达 E 点，发生共晶反应，形成 (A + α) 共晶体。
- 冷至室温过程中，自中析出二次相 AⅡ。
- 最终显微组织：AⅡ + α + (A + α)
- 相组成物：A + α
- 组织：AⅡ = (70-55) / 70 * 100% = 21%
- α = 1 - AⅡ = 79%
- A + α = (70-55) / (70-40) * 100% = 50%
- 相：A = (90-55) / 90 * 100% = 50%
- α = 1 - A% = 50%
步骤 4：分析 80% A 合金的结晶过程
- 合金在 1 点以上全部为液相。
- 冷至 1 点时开始从液相中析出 A，此时液相线成分沿 AE 线变化。
- 冷至 2 点时，液相线成分到达点，发生共晶反应，形成 (A + α) 共晶体。
- 最终显微组织：A + (A + α)
- 相组成物：A + α
- 组织：A = (40-20) / 40 * 100% = 50%
- A + α = 1 - A% = 50%
- 相：A = (90-20) / 90 * 100% = 78%
- α = 1 - A% = 22%