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包晶相图概述
有些合金当凝固到一定温度时,已结晶出来的一定成分的固相与剩余液相(有确定成分)发生反应生成另一种固相的恒温转变过程称为包晶转变(peritectic reaction)。
两组元在液态下无限互溶,固态下只能部分互溶并具有包晶转变的相图称为二元包晶相图(the peritectic phase diagram)。
具有包晶转变的二元合金有:Cu-Sn、Fe-C、Cu-Zn、Ag-Sn、Ag-Pt 。
Pt-Ag包晶相图
L+
L+
D
P
1. 包晶相图分析
相区:
三个单相区:L相区、α相区和β相区;
三个双相区:L+α相区、L+β相区、α+β相区;
一种三相区:三相共存于DPC线 L+α+β
线:固相线、液相线、水平线(DPC)为包晶转变线,
包晶转变线上的合金在该温度下发生包晶转变: LC+αD =βP
P点为包晶反应点,在P点成分的合金,可所有发生包晶反应,由液、固两相形成β相单相。
所有的成分在DC范围内的合金在此温度都将发生三相平衡的包晶转变。
除P点以外,在水平线上其他成分的合金包晶反应不完全,除生成β相以外,P点以右合金有液相过剩,P点以左合金有α相过剩。
L+
L+
D
P
1
2
-(1) 包晶点(P)合金
在0~1点温度范围,合金为液相。
在1点温度,合金开始结晶出固相α。
在1~2点温度范围,合金发生匀晶转变,L→α。
在略高于2点温度,合金处在液相和α相的两相平衡,液相的平衡成分为C点成分,α相的成分为D点成分。
两平衡相的重量分别为:
在2点温度时,合金发生包晶转变,LC+αD→βP,处在三相平衡。
当温度略低于2点时,结晶终了。液相和固相α所有消失,合金处在单相β状态。
包晶转变时,β相一般是在α相上形成一层外壳,把α相包围起来,与L相隔绝,然后通过原子向两边扩散,消耗α相和L相而长大。
在低于2点温度,从β相中将析出次生相α,β→αⅡ。合金处在α和β两相平衡。伴随温度下降,β相成分沿PF线变化,α相成分沿DE线变化。两平衡相的重量也随之而变。