㈠ 什麼是共晶
共晶是指在相對較低的溫度下共晶焊料發生共晶物熔合的現象,共晶合金直接從液態變到固態,而不經過塑性階段,是一個液態同時生成兩個固態的平衡反應。
含義
其熔化溫度稱共晶溫度。
一種合金或固溶體,其所含組分的比例是這樣的,即在具有這樣的組分比例時其熔點可能最低。
特點
共晶是在低於任一種組成物金屬熔點的溫度下所有成分的融合。在大多數例子中,共晶合金中組成物金屬的熔點與它在純金屬狀態下的熔點相差100℃。
和共晶相關的還有包晶,亞共晶等名詞,一般用在熱處理工業,冶金工業,硅酸鹽工業等。
共晶合金具有特定的凝固點,這是與其他非共晶合金最顯著的差別。
共晶反應
共晶反應是指在一定的溫度下,一定成分的液體同時結晶出兩種一定成分的固相的反應。所生成的兩種固相機械地混合在一起,形成有固定化學成分的基本組織,被統稱為共晶體。發生共晶反應時有三相共存,它們各自的成分是確定的,反應在恆溫下平衡地進行。
特點
最簡單的共晶反應是在二元合金系統中,具有共晶成分的液體L,在共晶溫度下同時凝固形成兩固體相α和β共晶組織。通常用公式L→a+β表示。在此共晶反應溫度下,出現L、α及β三相共存。以此方式凝固的合金為共晶合金。偏離共晶成分的合金組織為亞共晶或過共晶。
發生共晶反應的合金的結晶:Pb-Sn合金相圖中有三種相
Pb與Sn形成的液溶體L相、Sn溶於Pb中的有限固溶體α相、Pb溶於Sn中的有限固溶體β相、相圖中有三個單相區:L、α、β,三個雙相區:L+α、L+β、α+β,一條L+α+β的三相共存線(水平線cde)。這種相圖稱為共晶相圖。(Al-Si、Ag-Cu合金也具有共晶相圖)
㈡ 鐵碳合金相圖的具體分析過程
一丶鐵碳合金相圖分析如下:
Fe—Fe3C相圖看起 來比較復雜,但它仍然是由一些基本相圖組成的,我們可以將Fe—Fe3C相圖分成上下兩個部分來分析.
1.【共晶轉變】
(1)在1148℃,2.11%C的液相發生共晶轉變:Lc (AE+Fe3C),
(2)轉變的產物稱為萊氏體,用符號Ld表示.
(3)存在於1148℃~727℃之間的萊氏體稱為高溫萊氏體,用符號Ld表示,組織由奧氏體和滲碳體組成;存在於727℃以下的萊氏體稱為變態萊氏體或稱低溫萊氏體,用符號Ldˊ表示,組織由滲碳體和珠光體組成.
(4)低溫萊氏體是由珠光體,Fe3CⅡ和共晶Fe3C組成的機械混合物.經4%硝酸酒精溶液浸蝕後在顯微鏡下觀察,其中珠光體呈黑色顆粒狀或短棒狀分布在Fe3C基體上,Fe3CⅡ和共晶Fe3C交織在一起,一般無法分辨.
2.【共析轉變】
(1)在727℃,0.77%的奧氏體發生共析轉變:AS (F+Fe3C),轉變的產物稱為珠光體.
(2)共析轉變與共晶轉變的區別是轉變物是固體而非液體.
3.【特徵點】
(1)相圖中應該掌握的特徵點有:A,D,E,C,G(A3點),S(A1點),它們的含義一定要搞清楚.根據相圖分析如下點:
(2)相圖中重要的點(14個):
1.組元的熔點: A (0, 1538) 鐵的熔點;D (6.69, 1227) Fe3C的熔點
2.同素異構轉變點:N(0, 1394)δ-Fe γ-Fe;G(0, 912)γ-Fe α-Fe
相圖
3.碳在鐵中最大溶解度點:
P(0.0218,727),碳在α-Fe 中的最大溶解度;E(2.11,1148),碳在γ-Fe 中的最大溶解度
H (0.09,1495),碳在δ-Fe中的最大溶解度;Q(0.0008,RT),室溫下碳在α-Fe 中的溶解度
4.【三相共存點】
S(共析點,0.77,727),(A+F +Fe3C);C(共晶點,4.3,1148),( A+L +Fe3C)
J(包晶點,0.17,1495)( δ+ A+L )
5.【其它點】
B(0.53,1495),發生包晶反應時液相的成分;F(6.69,1148 ) , 滲碳體;K (6.69,727 ) , 滲碳體
6.【特性線】
(1)相圖中的一些線應該掌握的線有:ECF線,PSK線(A1線),GS線(A3線),ES線(ACM線)
(2)水平線ECF為共晶反應線.
(3)碳質量分數在2.11%~6.69%之間的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共晶反應.
(4)水平線PSK為共析反應線
(5)碳質量分數為0.0218%~6.69%的鐵碳合金, 在平衡結晶過程中均發生共析反應.PSK線亦稱A1線.
(6)GS線是合金冷卻時自A中開始析出F的臨界溫度線, 通常稱A3線.
(7)ES線是碳在A中的固溶線, 通常叫做Acm線.由於在1148℃時A中溶碳量最大可 達2.11%, 而在727℃時僅為0.77%, 因此碳質量分數大於0.77%的鐵碳合金自1148℃冷至727℃的過程中, 將從A中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為二次滲碳體(Fe3CII). Acm線亦為從A中開始析出Fe3CII的臨界溫度線.
(8)PQ線是碳在F中固溶線.在727℃時F中溶碳量最大可達0.0218%, 室溫時僅為0.0008%, 因此碳質量分數大於0.0008%的鐵碳合金自727℃冷至室溫的過程中, 將從F中析出Fe3C.析出的滲碳體稱為三次滲碳體(Fe3CIII).PQ線亦為從F中開始析出Fe3CIII的臨界溫度線.Fe3CIII數量極少,往往予以忽略.
(9)Ac1— 在加熱過程中,奧氏體開始形成的溫度。
(10)Ac3— 在加熱過程中,奧氏體完全形成的溫度
(11)Ar1— 在冷卻過程中奧氏體完全轉變為鐵素體或鐵素體加滲碳體的溫度
(12)Ar3— 在冷卻過程中奧氏體開始轉變為鐵素的溫度
(13)Arcm— 在過共析鋼冷卻過程中滲碳體開始沉澱的溫度,
·(14)Accm— 在過共析鋼加熱過程中,滲碳體完全轉化為奧氏體的溫度。
6.【相圖相區】
1.單相區(4個+1個): L,δ,A,F ,(+ Fe3C)
2.兩相區(7個):L + δ,L + Fe3C,L + A, δ+ A ,A + F ,A + Fe3C ,F + Fe3C.
㈢ 在鐵碳合金相圖中的共析點和共晶點各有什麼意義
1、鐵碳合金相圖中的共析點是含碳量恰好為0.77%的鐵碳合金,其溫度是727度,是鐵碳合金中發生重要的共析轉變的成分點,只有該點成分的合金,在該溫度下,才能夠發生共析轉變,轉變為完全不同的兩個相,其兩相統稱為珠光體,是鐵碳合金的一種重要的組織,可以說,共析轉變貫穿在整個鋼的加熱或冷卻轉變反應中,是很重要的合金轉變之一,理解或了解了它,才能夠對鋼的各種熱加工工藝打下良好的理論知識基礎。
2、鐵碳合金相圖中的共晶點是含碳量恰好為4.30%的鐵碳合金,其溫度是1148度,是鐵碳合金中發生重要的共晶轉變的成分點,只有該點成分的合金,在該溫度下,才能夠發生共晶轉變,轉變為完全不同的兩個相,其兩相統稱為萊氏體,是鐵碳合金鑄鐵部分的一種重要的組織,可以說,共晶轉變貫穿在整個鑄鐵的加熱或冷卻轉變反應中,是很重要的合金轉變之一,理解或了解了它,才能夠對鋼的鑄造、焊接工藝打下良好的基礎。
㈣ 鐵碳合金相圖中的C,s點分別指什麼
c點是共析點,s點是共晶點,
鐵碳合金相圖中的S點和C點同樣是一相生成兩相,都是三相共存。前後者分別定義為共晶和共析,
共晶反應是一種液相在恆溫下生成兩種固相的反應;共析反應是一種固相在恆溫下生成兩種固相的反應.
鐵碳合金相圖是鐵-碳二元合金系統的相圖
在加工完的鋼和鑄鐵中,總會含有一定數量的碳元素,這些碳元素所佔的比重決定了鋼/鑄鐵的特性。通過鐵碳合金相圖,人們可以直觀的看出(鋼鐵)形成過程中的組分變化與碳元素含量、溫度間的相互關系。
若需要知道在不同冷卻速率下的微結構,一般會參考恆溫變態圖。
碳是鐵碳合金中最重要的合金元素,碳含量小幅的變化也可能會對合金的材質或性質有大的影響。鐵碳合金相圖可以表達溫度及碳的濃度對鋼鐵的影響,不過沒有其他金屬的資訊。鐵碳合金相圖可以分為二部分:亞穩定的Fe-Fe3C系統,其中的碳已和鐵鍵結,以及穩定的Fe-C系統,其中碳以石墨的形式存在。鐵碳合金相圖一般會包括這兩個系統,不過Fe-Fe3C系統用到的比較多。
㈤ 鐵碳合金相圖中的S點和C點同樣是一相生成兩相,都是三相共存。但定義卻不同,前後者分別定義為共晶和共
共晶反應是一種液相在恆溫下生成兩種固相的反應;共析反應是一種固相在恆溫下生成兩種固相的反應.
㈥ 鐵碳石金的共晶組織是
奧氏體和滲碳體兩種晶體。鐵碳合金中的共晶點是含碳量恰好為4.30%的鐵碳合金,其溫度是1148度,是鐵碳合金中發生重要的共晶轉變的成分點,只有該點成分的合金,在該溫度下,才能夠發生共晶轉變,轉變為完全不同的兩個相,其兩相統稱為萊氏體。共晶一般就是指合金從液態冷卻至某一定溫度,同時凝固成兩種或兩種以上品體的結晶過程。共晶成分的合金液在共晶轉變溫度發生共晶反應,產生共晶組織。