三元合金显微组织分析 一、实验目的： 2.了解三元系合金的显微组织与三元相图的关系； 3. 学会利用三元相图的投影图分析合金的凝固过程 1. 熟悉Pb-Sn-Bi三元系相图和典型合金的组织； 2.了解三元系合金的显微组织与三元相图的关系； 3. 学会利用三元相图的投影图分析合金的凝固过程 二、实验内容概述： 1. 以Pb-Sn-Bi三元相图为例，分析不同成分合金的 凝固过程及组织特征。 2. 如何利用投影图分析合金的凝固过程和组织 三、实验报告要求： 详见电子实验报告
Pb-Sn-Bi三元相图 从图中可知： 四相平衡共晶反应平面为： SnBiXSn三角形平面 四相平衡包共晶反应平面为： SnPXPbSn四边形平面 X—表示β相成分成分不详 E—温度96℃，成分为： 32%Pb，17%Sn，51%Bi 初生晶体液面投影范围： α— e1 Pb P1 P e1 β—P1 e2 E P P1 Bi—Bi e3 E e2 Bi Sn—Sn e1 P E e3 Sn Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （β）
三相和四相平衡反应 三相平衡共晶反应： L→ α+Sn (变化线 e1P) L→β+Sn (变化线 PE) L→β+Bi (变化线 e2E) L→Bi+Sn (变化线 e3E) 三相平衡包晶反应： L+α →β (变化线 P1P) Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）
四相平衡包共晶反应: L+ α → Sn+β （变化点P ） 四相平衡共晶反应: L→ Sn+Bi+β （变化点E） E点的温度为96℃，成分为： 32%Pb，17%Sn，51%Bi Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）
三相平衡共晶反应 ： SnPbP SnXE EXBi SnEBi 三相平衡包晶反应： PbP1PPb 三相和四相平衡反应平面 三相平衡共晶反应 ： SnPbP SnXE EXBi SnEBi 三相平衡包晶反应： PbP1PPb 四相平衡共晶反应： SnXBiSn 四相平衡包共晶反应：SnPXPbSn Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）
Ⅰ #——E点 ——(β+Sn+Bi) Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 20 40 60 x （Sn） Ⅴ （ α ） Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）
Ⅳ # BiE连线—— Bi+（β +Sn+Bi） Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）
Ⅴ #SnEe3Sn区—Sn+（ Sn +Bi）+（ β +Sn+Bi） Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）
Ⅴ #—SnEe3Sn区——Sn+（ Sn +Bi）+（ β +Sn+Bi）
E点 BiE连线 SnEe3Sn区 Bi+（β+Sn+Bi） Sn+（Sn +Bi）+ （β+Sn+Bi） (β+Sn+Bi)
Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 20 40 60 80 x （Sn） Ⅴ （ α ） （ β ） （Bi） Ⅰ Ⅲ Ⅳ Ⅱ 编 号 合金所处位置 显 微 组 织 1 Ⅰ E β+Sn+Bi 2 Ⅱ EXe2E区 β+（ β +Bi）+（ β +Sn+Bi） 3 Ⅲ e2E线上 （ β +Bi）+（ β +Sn+Bi） 4 Ⅳ BiE连线上 Bi+（ β +Sn+Bi） 5 Ⅴ SnEe3Sn区 Sn+（ Sn +Bi）+（ β +Sn+Bi） Sn Pb Bi P E e1 e2 e3 p1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ （Bi） （Sn） 20 40 60 80 x （ α ） （ β ）