最新Chapter-3-二元相图及其合金解析课件PPT.ppt 160页

'Chapter-3-二元相图及其合金解析 重点与难点重点：1组元、相、组织、组织组成物等基本概念；2固溶体和化合物的本质区别和性能特点；3掌握分析相图的基本方法；4正确运用杠杆定律，掌握相构成与组织构成的计算方法。难点：1相与组织的差别；间隙相与间隙化合物的区别；2相组成及组织组成相对量的计算；3形成金属化合物的相图 合金:一种金属元素与另一种或几种其它元素，经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质。如黄铜是铜锌合金，钢、铸铁是铁碳合金。组元：组成合金最基本的、独立存在的物质Fe-C合金：Fe(组元一)-Fe3C(组元二)合金系：由给定的组元以不同的比例配制成的一系列成分不同的合金系统例Fe-C合金系:90%Fe-10%C80%Fe-20%C50%Fe-50%C20%Fe-80%C根据组元数分为二元合金、三元合金、多元合金§3-1合金中的相 相结构，实指合金的晶体结构，根据结构特点分固溶体和金属化合物一、固溶体合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且晶格类型与组元之一相同的固相称之为固溶体。二、金属化合物定义：合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相称之为金属化合物。§3-2合金的相结构 一、固溶体与固溶体的晶格相同的组成元素称为溶剂，在固溶体中一般都占有较大的含量；其它组成元素称为溶质。溶质原子溶入固溶体中的量称为固溶体的浓度。浓度或溶解度一般用溶质元素所占的重量百分比来表示（wt%）。保持溶剂晶体结构成分可变结构不变，在相图中为一个相区保持金属键结合产生固溶强化固溶体特性 1、按溶质原子在晶格中所占的位置分类置换固溶体（1）置换固溶体—溶质原子占据溶剂晶格结点所形成的固溶体—又称代位固溶体90％Cu-10％Ni合金（2）间隙固溶体—溶质原子填入溶剂晶格的空隙位置所形成的固溶体例：C固溶于α－Fe中形成间隙固溶体（铁素体）C固溶于γ－Fe中形成间隙固溶体（奥氏体）间隙固溶体（一）固溶体的分类 （1）有限固溶体——溶质原子在固溶体中的浓度有一定的限度，超过这个限度就不再溶解，这个限度称为固溶度。（2）无限固溶体——溶质原子能以任意比例溶入溶剂，固溶度可达到100%。2、按固溶度分类 3、按溶质原子与溶剂原子的相对分布若溶质原子有规则地占据溶剂结构中的固定位置，溶质与溶剂原子数之比为一定值时，所形成的固溶体称为有序固溶体（金属化合物）。否则为无序固溶体。 （二）置换固溶体溶质原子的融入，会引起合金性能发生显著的变化，固溶度主要受以下因素影响：原子尺寸因素原子尺寸相差越大，固溶度越小；当相对差不超过15％，有利于大量固溶，反之固溶度非常有限。当相对差小于8％，且其他因素满足也较好时，才能形成无限固溶体。原因：原子尺寸相差越大，点阵畸变越严重，结构也越不稳定，当相对差大于30％时，则不易形成置换固溶体。 电负性因素电负性：元素的原子获得电子的相对倾向。两元素的电负性相差越大，化学亲合力越强，易生成金属化合物。两元素间的电负性相差越小，越易形固溶体，所形成的固溶体的固溶度也越大。 电子浓度因素在尺寸有利的情况下，溶质原子的价越高，固溶度越小。电子浓度定义为合金中价电子数目与原子数目的比值。固溶度受电子浓度控制，存在一临界值。对于一价金属的每种晶体结构都有一极限电子浓度，面心立方为1.36、体心立方为1.48，密排六方为1.75。 晶体结构晶体结构类型相同是组元间形成无限固溶体的必要条件。（如：Cu-Ni合金无限固溶体）溶质与溶剂晶格结构相同则固溶度较大，反之较小。 （三）间隙固溶体一些原子半径小于0.1nm的非金属元素如H，O，N，C，B等受原子尺寸因素的影响，不能与过渡族金属元素形成置换固溶体，却可处于溶剂晶格结构中的某些间隙位置，形成间隙固溶体。一般间隙半径较小，非金属原子溶入时，将使晶格胀大，造成点阵畸变，故固溶度有限。只有溶质元素与溶剂的原子半径比值小于0.59时，才可能形成间隙固溶体。 结构特点保持溶剂结构溶质原子均位于八面体间隙溶解度与原子大小和溶剂的晶格类型有关；F.C.C中>B.C.C中；只能是有限固溶体，只能是无序固溶体。间隙原子在bcc结构中的位置 保持着溶剂的晶格类型1晶格发生畸变（四）固溶体的结构特点晶格基本的大小用晶格常数反应出来：对置换固溶体，溶质原子较溶剂大，晶格常数增加；反之减小。对间隙固溶体，晶格常数增大。 2偏聚与有序当同种原子结合力大于异种原子时，偏聚；反之，短程有序。固溶体中溶质原子示意图（a）无序分布fAB＝fAA＝fBB（b）偏聚fAA或fBB>fAB（c）短程有序fAB>fAA(或fBB)（d）有序分布（超结构） 3有序固溶体－超结构具有短程有序的固溶体缓冷到某一温度以下，会转变为完全有序状态（长程有序）称为有序固溶体。又称超结构，超点阵。这一温度为有序化温度，可逆。图3－7Cu3Au有序固溶体●-Cu原子○-Au原子 (1)固溶体强硬度高于组成它的纯金属，塑韧性低于组成它的纯金属（2）物理性能方面，随着溶质原子量↑，固溶体的电阻率↑，电阻温度系数↓，导热性↓（五）固溶体的性能间隙固溶体的固溶强化高于置换固溶体 ——固溶体中随着溶质原子的加入，强度、硬度升高，塑性、韧性降低的现象——金属材料的主要强化手段或途径之一例如：采用廉价的16Mn(1.2%~1.6%Mn)，抗拉强度较相同碳含量的普通碳素钢提高60％固溶强化 (1)溶质与溶剂原子相差越大，溶质原子浓度越高，所引起的晶格畸变越大，固溶强化效果越大(2)间隙原子的强化效果比置换原子的大。因为间隙原子引起的点阵畸变大（3）综合机械性能好。适当控制溶质含量，不仅可以显著提高材料强硬度，而且材料的塑韧性不会明显降低固溶强化的特点 （1）结构材料的基体相（2）精密电阻、电热材料等材料种类σb(MPa)HBSΨ(%)纯Cu2204470Cu+19%Ni单相固溶体3907050固溶体的应用 二、金属化合物金属化合物是当溶质含量超过溶解度极限以后合金组元间发生相互作用而形成的一种新相，又称中间相。其晶体结构不同于组成化合物的组元，结合键主要为金属键，兼有离子键，共价键。因此中间相具有金属的性质，又称金属间化合物，通常具有高熔点、高硬度，常作合金中的强化相。分为：正常价化合物，电子化合物，间隙相和间隙化合物。 金属元素与电负性相差较大的周期表中ⅣA，ⅤA，ⅥA族的一些元素形成的化合物为正常价化合物。组元间结合为离子键、共价键和金属键。特点：成分固定不变，可用化学式表示。如Mg2Si、Mg2Sn、MgS、MnS等。具有较高的硬度，脆性较大,在合金中弥散分布在基体上，常可起弥散强化作用。(一)正常价化合物 不遵守原子价规律，而是按一定的电子浓度的比值形成的化合物。电子浓度不同，化合物的晶格类型也不同。由ⅠB族元素与Zn、Al、Sn等元素组成。电子化合物的结合键为金属键，熔点一般较高，硬度高，脆性大，是有色金属中的重要强化相。特点：虽用化学式表示，但成分可变例如FeAl(Al：36.5%～50％atm);(二)电子化合物 过渡族元素和原子半经较小的非金属元素氢、氮、碳、硼组成。r非/r金<0.59时，形成简单结构的化合物——间隙相。r非/r金>0.59时，形成复杂晶体结构的化合物——间隙化合物。（三）间隙相和间隙化合物 当rB／rA＜0.59时形成，其结构为简单晶体结构，一般可用简单化学式表示：M4X，M2X，MX，MX2，成分可在一定范围内变化。性能：极高的熔点和硬度。如：VC;TiC;W2C用途：硬质合金和高硬度工模具的重要组织组成；表面涂覆材料1.间隙相 如钢中的Fe3C、Cr23C6、Fe3W3C等。性能：很高的熔点和硬度，但不如间隙相用途：钢中重要强化相2.间隙化合物间隙相与间隙固溶体间有着本质的区别。间隙相是一种化合物，具有与其组元完全不同的晶体结构，而间隙固溶体则仍保持着溶剂组元的晶格类型。 给定的合金系究竟以什么状态(相)存在，包含哪些相，这由内、外因条件决定，外因是温度和压力，内因则是化学成分——用相图来表示它们之间的关系几个概念：相图:表示合金系中的状态(相)与温度，成分之间关系的图解。又称状态图或平衡图相变：相与相之间的转变§3-3二元合金相图的建立合金相图可作为合金熔炼、铸造、锻造及热处理的重要依据。 在常压下直角坐标系合金成分、温度、相状态一、二元相图的表示方法成分线由于我们涉及到的材料一般是凝聚态的，压力的影响极小，所以通常的二元相图是指在恒压下(一个大气压)物质的状态与温度、成分之间的关系图。在成分和温度坐标平面上的任意一点称为表象点，一个表象点的坐标值表示一个合金的成分和温度。 二、二元合金相图的测定方法实验测定和理论计算两种实验测定：配制一系列成分不同的合金，然后测定这些合金的相变临界点（液固转变临界点，固态相变临界点），最后把这些点标在温度－成分坐标图上，把由意义的点连接成线，这些线划分出不同的区域，这些区域即称为相区，将各相区所存在的相的名称标出，相图完成。测定临界点的方法：热分析法，金相法，膨胀法，磁性法，电阻法，X射线结构分析法。 热分析法 B点相状态:α单相Cu-Ni二元合金相图A点相状态:L+α两相 三、相律及杠杆定律相律表示在平衡条件下，系统的自由度数、组元数和相数之间的关系数学表达式：f=c-p+2*恒压条件下f=c-p+1*二元合金系最多存在三相平衡*二元合金系相邻相区的相数相差1系统自由度系统组元数平衡相数温度与压力(一)相律 利用相律可以解释金属和合金结晶过程中的很多现象。纯金属结晶时存在两个相(固、液共存)P=2，纯金属C＝1，代入式得F＝0，说明纯金属结晶只能在恒温下进行。对于二元合金，在两相平衡条件下P＝2，C=2，F＝1。这说明此时还有一个可变因素。因此二元合金，一般是在一定温度范围内结晶。在二元合金的结晶过程中，当出现三相平衡时F＝2-3+1=0，因此这个过程在恒温下进行。 証明:设液相质量为WL，固相的质量为Wα，则合金的总质量为WL+Wα有:WLCL+WαCα=(WL+Wα)CWα(Cα-C)=WL(C-CL)5杠杆定律用于确定二元相图中两相区各相的相对含量 若将合金成分C的r点看做支点，将WL、Wα看做作用于a和b的力，则相当于力学中的杠杆定律——形象的比喻。Wα=(ar/ab)W0WL=(rb/ab)W0——杠杆定律只适用于二元相图的两相区 §3-4匀晶相图及固溶体的结晶二组元在液态时，无限互溶，在固态时也无限互溶的二元合金相图．称匀晶相图。Cu—Ni、Au—Ag、Au—Pd、Bi—Sb由液相结晶出单相固溶体的过程被称为匀晶转变。 一、相图分析两条线，三个区单相：L相、α相Cu(Ni)相区：在液相线以上为单相液相区，在固相线以下为单相固相区，两线之间为L＋α两相区。线：液相线－开始结晶出α固溶体的开始线。固相线－α固溶体的结晶完成线。点：A、B两点表示A、B组元的熔点。二、固溶体合金的平衡结晶过程平衡结晶是指合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。A1083℃B1452℃LL+α温度CuNiNi%Cu-Ni合金相图液相线固相线α 现以35％Ni，65％Cu的铜镍合金为例来说明固溶体的平衡冷却过程及其组织。a，合金为单一液相b，液相Lb与固相α（46Ni）平衡，结晶即将开始c，(表象点进入L+α区)，液相中析出固相α。液相成分沿液相线变化，固相成分沿固相线变化。继续冷却，固相α不断析出。d，表象点落在固相线上，液相全部凝固为合金成分(35％)的α相，匀晶转变结束。 匀晶转变时，固相和液相的成分是不同的，所以，在形核时不但要求溶液中有结构起伏，能量起伏，还要有成分（浓度）起伏（晶核的成分与合金不同）。与纯金属不同，固溶体合金结晶时有两个显著特点：异分结晶需要一定的温度范围 异分结晶固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分不同，这种结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶称为异分结晶，或选择结晶。平衡分配系数k0：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。k0=Cα/CL式中Cα和CL是固相和液相的平衡浓度液相线和固相线随溶质浓度增加而降低，k0<1；反之k0>1。k0<1，k0越小，k0>1，k0越大，液相线和固相线之间的水平距离越大； 需要一定的温度范围在此温度范围内的每一温度，只能结晶出一定数量的固相。固相成分不同于合金成分，溶质和溶剂原子必然要发生重新分配，必须需要原子之间的扩散。 固溶体的结晶过程固溶体晶核的形成相内存在浓度梯度相内扩散，破坏平衡晶体长大，重新达到平衡平衡平衡不平衡不平衡 实际生产中的凝固是在偏离平衡条件下进行的，这种凝固过程被称为不平衡凝固。固相平均成分线三、固溶体的不平衡结晶不平衡凝固时，固相的平均成分线偏离了平衡成分线(固相线)。固相平均成分线与固相线固相线的位置与冷却速度无关，位置固定；固相平均成分线与冷速相关，冷速越大，偏离固相线程度越大。当冷速极慢时，与固相线重合。 晶内偏析不平衡结晶条件下，晶粒内部先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差异，这种一个晶粒内化学成分不均匀的现象，称为晶内偏析。枝晶偏析由于固溶体晶体通常是树枝晶，枝干和枝间的化学成分不同，称枝晶偏析。 影响偏析程度的因素1）分配系数k0偏析的最大程度：当k0<1时，越小，偏析越大；当k0>1时，越大，偏析越大。2）溶质原子的扩散能力3）冷却速度 晶内偏析影响合金的机械性能下降，特别是塑性和韧性，甚至使合金不容易压力加工；降低抗蚀性。措施：扩散退火或均匀化退火，将铸件加热至低于固相线100~200℃的温度，长时间保温，使偏析元素充分进行扩散。 （a）(b)Cu-Ni合金结晶后的组织（a）非平衡结晶后枝晶组织(b)扩散退火后的组织 四、区域偏析和区域提纯固溶体合金在不平衡结晶时往往出现在大范围内化学成分不均匀的现象为宏观偏析或区域偏析。区域偏析的形成过程 2．区域提纯将材料制成细棒，用高频感应加热，使一小段固体熔融成液态。熔融区慢慢从放置材料的一端向另一端移动。在熔融区的末端，固体重结晶，而含杂质部分因比纯质的熔点略低，较难凝固，便富集于前端。　　此法可是纯度达99.999%的材料，且一次达不到要求，可以重复操作。此法设备与操作简单，且可自动化。 影响提纯效果的因素：熔区长度↓，提纯效果越好K0↓(k0<1)，提纯效果越好搅拌越激烈，提纯效果越好 五、成分过冷对晶体长大形状和铸锭组织的影响纯金属结晶时，温度梯度为正时，平面生长状长大；为负时，呈树枝状长大。固溶体结晶时，温度梯度是正值，经常树枝状成长，有的胞状成长。原因：由于固溶体合金在结晶时，溶质组元重新分布，在固液界面处形成溶质的浓度梯度，从而产生成分过冷的缘故。 1．成分过冷固溶体结晶时，尽管实际温度分布不变，但是液／固界面前沿液相中溶质分布发生变化，液相的熔点也随着变化。这种由于液相成分改变而形成的过冷，称为成分过冷。 成分过冷的极限条件是液体的实际温度梯度G和界面处液体的平衡结晶曲线TL(x)刚好相切。G进一步增大，就不会出现成分过冷；G减小，过冷区增大。形成成分过冷的临界条件为：G：固液界面液相实际温度梯度，R：晶体长大速度（界面推进速度)；m相图液相线斜率，D：液相中溶质的扩散速度；k0分配因子。 对于一定的合金温度梯度↓，长大速度R↑，合金元素含量C0↑，成分过冷↑生产上一般通过确定温度梯度控制成分过冷。对于不同的合金液相线越陡、液体的D↓，K0↓(K0<1)，成分过冷↑ 2．成分过冷对晶体成长形状和铸锭组织的影响根据液／固界面前沿液相中出现成分过冷倾向大小，固溶体生长形态除了平面状和树枝状外，还有胞状形态。 实际温度梯度较大时，凝固过程中不出现成分过冷。成分过冷区较小，界面处的不平衡生长的凸起始终处在领先的状态，但这个凸起既不会消失，也不能发展到成分过冷区外，凸起和底部的微小成分有一定差别而发展成胞状组织。 中区域的成分过冷可能生成胞状到树枝晶的各种过渡组织。如果成分过冷区域特别大，成分过冷度也十分大，若达到形核要求的过冷度时，成分过冷区内可能形成新的晶核，阻碍原晶粒生长，对树枝晶的发展产生隔断作用。成分过冷区较大，凸起发展较长，在凸起上再生新的凸起，就可生成树枝晶。 成分过冷对晶体成长形状和铸锭组织的影响平面长大树枝状长大胞状长大 §3-5共晶相图及合金的结晶两组元在液态时相互无限互溶，在固态时有限互溶，发生共晶转变，形成共晶组织的二元系相图，称二元共晶相图。Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Cu、Pb-Bi等合金系相图都是二元共晶相图。共晶转变式：L（液）→α（固）+β（固） 一、相图分析(Pb-Sn合金)三个单相区；三个双相区，即L十α，L＋β，α＋β；三相共存区，即水平线MN为L十α十β。4AB液相线固溶曲线IIIIIIIV 共晶转变:有一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的转变过程。其共晶反应式为：共晶转变的产物为两个固相的混合物，称为共晶体或共晶组织。 相图中对应于共晶点成分的合金称为共晶合金；成分位于共晶点以左，M点以右的合金称为亚共晶合金；成分位于共晶点以右，N点以左的合金称为过共晶合金；成分位于M点以左或N点以右的合金称为端部固溶体合金。 二、典型合金的平衡结晶及组织1．含锡量wSn≤19%的合金以wSn=10%的合金为例在温度t1时开始结晶出α固溶体；在t2时结晶完毕，为单相固溶体晶粒；在t2到t3之间无相变，也无组织变化。 平衡结晶过程由过饱和固熔体分离出另一种相的过程称为脱溶转变。脱溶相一般称为次生相，本例的次生相为β相，用βⅡ表示。 wSn=10%的合金室温下平衡相α和β的含量 wSn=10%Pb-Sn合金的二元共晶组织显微照片α相βⅡ相 本例合金的室温组织为α+βⅡ。βⅡ一般分布在原α相晶粒的晶界上，有时也在晶内析出。次生相从固相中析出，相界圆滑，呈小颗粒状。第二相的出现会影响合金性能。若第二相硬度较高并呈弥散状分布，则会使合金强化；若第二相沿晶界呈网状分布则会降低合金塑性。第二相的形态和分布可通过热处理控制。 2.共晶合金(wSn=0.619)：该成分合金从液体冷却到共晶温度时，发生共晶转变：L0.619183ºCα0.19+β0.975液体全部凝固成共晶组织，也称共晶体，用(α+β)共表示。 共晶体中两个相的相对含量可由杠杆定律计算：αM=EN/MN×100%=45.4%βN=ME/MN×100%=54.6% 共晶转变完成后继续冷却时，共晶体中的α与β相都要发生脱熔转变，分别析出βⅡ和αⅡ。由于共晶体中的次生相常依附于共晶体中的同类相析出，所以在显微镜下难以识别。Pb-Sn二元共晶合金在室温下的组织见图，黑色部分为α相，白色部分为β相，两相呈片状交替分布。 继续冷却，共晶组织中α和β相分别析出此生β和α相。共晶组织的形态分为层片状，棒状（条状或纤维状）、球状（短棒）、针片状、螺旋状。 共晶组织的基本特征是两相交替排列。呈片状，针状，螺旋状和球状等。把共晶体的形貌和两相的融化熵结合分析，可将共晶组织分为三类：粗糙-粗糙界面(金属-金属型)共晶；粗糙-平滑界面(金属-非金属型)共晶；平滑-平滑界面(非金属-非金属型)共晶。共晶组织及形成机理 3.亚共晶合金(wSn=0.5)：成分位于ME之间的Pb-Sn合金都属于亚共晶合金。凝固过程和组织都极为相似。 当合金从液态冷却到t1时，结晶出α相，随温度降低，α相增多，L和α的成分分别沿tAE和tAM线变化。降温至t2时，α相的成分变至M点，L相的成分变至E点。此时剩余的液相发生共晶转变，并在冷却曲线上形成平台，直至液相全部消失为止。凝固后的组织为α初+(α+β)共(α初指从液相中直接结晶出来的固熔体)。平衡结晶过程 继续冷却，α和β相都要发生脱溶转变。室温下合金组织为α初+βⅡ+(α+β)共。这里的共晶体中析出的次生相在显微镜下不能分辨。该合金的显微组织如图所示。图中黑色树枝晶为初生α固溶体，由于直接从液体中结晶，故比较粗大；分布在树枝间隙中黑白相间的组织为(α+β)共晶体。从相图上看，该合金室温下仍处于α+β两相区内，是由α和β两个相所组成。 黑色树枝晶为初生α固溶体，由于直接从液体中结晶，故比较粗大；分布在树枝间隙中黑白相间的组织为(α+β)共晶体 分析显微组织的时候要注意区别组织组成物和相组成物。组织组成物是在结晶过程中形成的，有清晰轮廓的独立部分。如α初，βⅡ，(α+β)共等都是组织组成物；相组成物是指组成显微组织的基本相，有确定的成分及结构，但没有形态的概念。如合金中的α相和β相等等。 合金中组织组成物的相对量可以根据相平衡概念，利用杠杆定律间接计算。以室温下Sn-Pb合金为例(wSn=0.5)：(α+β)共=Mt2/ME×100%=72.26%此式为t2温度(183ºC)时的值，忽略次生相的影响，可近似看成是室温下的值。α初=(t2E/ME)×100%=27.7%相组成物的相对含量 4.过共晶合金(wSn=0.7)：过共晶合金也是先析出初晶，再结晶出共晶，最后脱溶转变。 过共晶合金的室温组织为β初+αⅡ+(α+β)共，如图所示。图中β初呈白色椭圆形，有树枝晶特点；αⅡ数量很少，呈黑色点状；(α+β)共黑白相间，分布于β初之间。 共晶系合金平衡凝固可得到固溶体和共晶型两种合金。固溶体合金凝固过程主要为匀晶转变+脱熔转变，室温组织为初生固熔体+次生组织。位于MEN线范围内的合金都属于共晶型合金。凝固时都有共晶转变发生，形成共晶体。亚共晶和过共晶合金在共晶转变前都有先共晶初生相(初晶)生成。 标明组织组成物的Pb-Sn合金相图 实际生产中的冷却速度较快。合金凝固时的原子扩散不充分，导致凝固过程和显微组织偏离平衡状态。(1)伪共晶组织：在不平衡凝固时，成分在共晶点附近的合金也可能获得全部共晶组织，这类共晶组织称为伪共晶组织。5.共晶系合金的非平衡凝固和组织 伪共晶的形成：见图，位于共晶点附近的I成分合金，如果快冷到t1温度时才结晶，则形成α初的过程被抑制。过冷液体既在结晶出α相的液相线以下，也在结晶出β相的液相线之下，因此同时对α和β饱和，发生共晶转变，形成伪共晶。因为过冷度有限，所以伪共晶区域不大。 伪共晶区不单纯是液相线与过冷温度所围区域，它的位置与共晶两相的结晶速度有关。而结晶速度受相的晶体结构和固液界面的形态影响。一般说来，具有粗糙界面的金属基相，其生长速率随过冷度增大而明显提高；具有平滑界面的非金属相的生长速率随过冷度的变化较小，于是伪共晶区往往偏向晶体结构复杂及具有平滑界面的非金属相一边。 伪共晶在相图中的位置对说明合金中出现的不平衡组织有一定帮助。如在Al-Si系中，共晶成分的Al-Si合金在铸造状态下的组织为α初+(α+Si)共，而不是单纯的共晶体。其原因是：由于伪共晶区偏向Si一边，共晶成分的过冷液体不会落在伪共晶区内，因此先析出α相而使液相成分右移进入伪共晶区，再发生共晶转变，所以Al-Si共晶合金铸造后得到的是亚共晶组织α初+(α+Si)共。 (2)离异共晶有些成分远离共晶点的亚共晶或过共晶合金，由于初晶量很多，而共晶体量很少，在共晶转变过程中，与初晶相同的那个相如果依附在初晶上生长，而另一相单独析出于初晶晶粒的晶界处，则共晶组织的特征消失。这种两相分离的共晶称为离异共晶。钢中常见的Fe-FeS共晶即为离异共晶。图中的黑色部分即为Cu-Al合金中离异共晶体(α+CuAl2)中的CuAl2相。 Cu-Al合金(wCu=0.04)的离异共晶组织 离异共晶是在初晶量相对很多的条件下形成的。可以在平衡凝固中得到，也可以在非平衡凝固中得到。在进行金相分析时，要特别注意离异共晶的组织形态。不要把枝晶间的共晶体误认为是次生相；或者把端部固熔体合金误认为是亚共晶合金。 有些合金凝固到一定温度时，已结晶出来的一定成分的固相与剩余的液相(有确定成分)发生反应生成另一种固相，这种转变称为包晶转变。二组元在液态无限溶解，固态时有限溶解并具有包晶转变的相图称为二元包晶相图。常出现在Cu-Sn,Cu-Zn,Ag-Sn,Fe-C等合晶系中。§3-6包晶相图及合金的结晶一、相图分析 一、相图分析(以Pt-Ag相图为例)ABPC与共晶相图相比，包晶相图中各条相变线的意义类似，只有水平线PDC有差异。PDC温度以上只有一个固相α，而在PDC线上，两个固相α和β都可以分别与液相平衡。凡是位于此线范围的液态合金冷却到此温度时，都会发生包晶反应：LC+αP1186ºCβDPDC线称为包晶线，D点称为包晶点。 包晶线与共晶线的区别：共晶线为固相线，线上的合金在此温度全部凝固，其组织为两相混合物；而包晶线的CD段为固相线，DP段为非固相线，成分位于CD线内的合金包晶转变后的组织为两相混合物；而成分位于DP段的合金包晶转变后还有液相存在，它将在继续冷却时凝固成单相β。 三个单相区，三个双相区，一条三相共存线。PDC水平线是包晶线，反应为D为包晶点，温度tD为包晶温度。 二、典型合金的平衡结晶过程及组织1．含42.4％Ag的Pt-Ag合金(合金Ⅰ)合金I的平衡结晶过程合金Ⅰ在室温下的平衡组织为β＋αⅡ 3.10.5％＜Ag＜42.4％的Pt-Ag合金(合金II)合金室温平衡组织为α＋β＋βⅡ＋αⅡ。 2.42.4％＜Ag<66.3％的Pt-Ag合金(合金III)合金Ⅱ在室温下的平衡组织为β＋αⅡ。 三、不平衡结晶过程及组织实际生产中，由于冷速较决，包晶转变不能充分进行。包晶转变产生的不平衡组织，可采用长时间的扩散退火来减少或消除。四、包晶转变的实际应用包晶转变的两个显著特点：一，包晶转变的形成相依附在初生相上形成；二，包晶转变的不完全性。应用：1.轴承合金上Sn－Sb合金先结晶出硬的化合物，后通过包晶反应形成软的固溶体，并把硬的化合物质点包围起来。软基体磨损，储存润滑油，硬质点承受压力。2.细化晶粒Al合金加入少量的Ti，作为非均匀形核的质点。 一、具有化合物的相图1．具有稳定化合物的相图所谓稳定化合物，就是由两组元形成的化合物，当加热时这种化合物具有固定的熔点，在熔点以下保持固有的结构不发生分解。§3-7其它类型的二元合金相图 2．具有不稳定化合物的相图不稳定化合物就是加热时没有明显的熔点，在熔点以下该化合物先发生分解，因此，不能把这种不稳定化合物当作一个独立组元。 1．偏晶相图结晶前的液相呈无限互溶，结晶一开始先将液相分解为液相L1和液相L2。然后在一定温度下从液相L2中同时分解出另一种液相与一个固相．这种转变称为偏晶转变。二、具有熔晶、偏晶及合晶转变的相图 2．熔晶相图某些合金冷却到一定温度时，会从一个已经结晶完毕的固相转变为一个液相和另一个固相，称为熔晶转变 3．具有合晶转变的相图合晶转变是由两个液相L1和L2互相作用形成一个固相的恒温转变过程。 三、具有固态相变的相图1．具有共析转变的相图共析转变属于共晶型转变，与共晶转变的区别，在于在恒温下由一个固相同时转变为另外两个固相。 2．具有包析转变的相图包析转变属于包晶型转变．与包晶转变的区别，在于在恒温下不由液相与固相，而是由两个不同的固相作用形成第三个固相的转变。 3．固溶体同素异构转变4．有序－无序转变5．磁性转变 §3-8二元相图的分析和应用一、二元相图中的几何规律二、相图分析步骤三、根据相图判断合金的性能 一、二元相图中的几何规律①相邻相区的相数差1（点接触除外）－相区接触法则；②三相区的形状是一条水平线，其上三点是平衡相的成分点；③若两个三相区中有2个相同的相，则两水平线之间必是由这两相组成的两相区；④单相区边界线的延长线应进入相邻的两相区。§3-8二元相图的分析和应用 二、相图分析步骤①以稳定的化合物分割相图；②确定各点、线、区的意义；③分析具体合金的结晶过程及其组织变化。注：虚线、点划线的意义－尚未准确确定的数据、磁学转变线、有序－无序转变线。 相图是研究合金的重要工具，利用它可以大致判断二元合金的组织、机械性能、热处理工艺性、铸造性能及其他性能等。三、根据相图判断合金的性能 1.根据相图判断合金的力学性能和物理性能 2.根据相图判断合金的铸造性能铸造性能：根据液固相线之间的距离XX越大，成分偏析越严重（因为液固相成分差别大）；X越大，流动性越差（因为枝晶发达）；X越大，热裂倾向越大（因为液固两相共存的温区大）。 小结1组元、相、组织、组织组成物等基本概念；2固溶体和化合物的本质区别和性能特点；3三种典型的相图，掌握分析相图的基本方法；4正确运用杠杆定律，掌握相组成物与组织组成物的计算方法。 例题：计算Pb-30%Sn合金冷却到室温时的相构成与组织构成，共晶体中各相所占的比例以及βⅡ的百分含量。4问题：共晶体中两相所占的比例如何计算? 第三章习题与思考题1解释下列名词：合金组元相组织2什么是固溶体？什么是金属间化合物？二者在结构、性能与应用上各有何不同？3什么是固溶强化？该强化方式有何特点？Mn和C在钢中的强化效果哪个大？为什么？4有形状相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含50％Ni，一个含10％Ni，铸件自然冷却后，哪一个铸件的偏析严重？5为什么铸造合金常选用共晶成分的合金？ 6讨论：Pb-Sn合金相图如下所示：(1)试标出各区域的组织；(2)指出组织中含最多和最少的成分；(3)指出组织中含共晶体（α＋β）最多和最少的成分，(4)指出最容易和最不容易产生枝晶偏析的成分；(5)含30％Sn的Pb-Sn合金在183℃刚结束共晶反应时和室温时，各具有何种相构成与组织构成？ 2018级诗歌鉴赏表达技巧思维导图 表达技巧修辞方式表达方式艺术构思表现手法比喻（明、暗、借）、通感（特殊的比喻）、比拟、借代、设问、反问、反语、反复、对偶、对比、排比、双关、夸张描写方法抒情方法卒章显志以景结情铺垫照应线索总领承接抑扬借景抒情托物言志虚实结合衬托对比联想想象用典 (一)修辞方法比喻比拟借代夸张对偶排比反复设问反问用典双关对比反语 比喻比拟借代定义分析定义分析定义分析运用想象和联想，用具体而熟悉的物象事例，来比方说明或形容描写抽象事物。标志:比喻词(如、仿佛、若、是、成为)具体生动形象相似点对象特征作用将人比作物，将物比作人，化甲物化作乙物。增添特有情味、使物神形毕现，栩栩如生，抒发爱憎分明的情感用动词陈述静态事物或无生命的事物移情于物动静转化对象特征作用特征代本体、专名代泛称具体代抽象、局部代整体结果代原因、形象代本体形象突出、特点鲜明、文笔精炼、具体生动的效果借体与本体之间有紧密联系移情于物作用对象特征 夸张对偶排比定义分析定义分析定义分析运用想象有目的的放大或缩小事物的特征，或把发生时间故意提前标志：数量词、变形突出特征烘托气氛引起联想突出点对象特征作用字数相等，结构相同，意义相关、相反的两个词语句子句式整齐、节奏鲜明语言简练、表意集中上下句相同位置的词词性相同意思相近互为初充相反或相对事物的两个方面事物的发展过程对象特征作用结构相同，意思相关语气一致，超过两个词句节奏鲜明、增强气势突出对象，强化情感标志：三个或三个以上相同词语或句子话题相同情感一致作用对象特征 反复反问设问定义分析定义分析定义分析有意使一个词语或句子重复出现标志：数量词、变形强调，或增强语气或语势反复咏叹，表达强烈情感回环起伏，语言优美强调突出点情感作用用疑问的形式表达确定的意思，以加重语气加强语气、发人深思表达愤激或激昂等情感标志：问号明确肯定、否定或猜测语气明确肯定、否定或猜测对象明确肯定、否定或猜测原因情感作用明知故问，自问自答引人注意，启发思考更好地描写人物的思想活动强烈地表达情感标志：疑问句、选择问引人注意，启发思考表达某种强烈情感作用情感 用典双关反语定义分析定义分析定义分析引用古籍中的词句引用名人故事、言论标志：引用、注释表达委婉含蓄、言简意丰、语言典雅明确原典内容含义明确对象与历史的相似点明确正用、反用(讽刺批判)情感作用利用一词多义或同音的特点，使词句具有双重含义含蓄、幽默加深寓意，发人深思标志：形容词、名词事物的特片和人的心理感受名词的语境意思情感作用字面意思与真正意思相反增强语言的幽默风趣感加强讽刺、批判、嘲弄等情绪无特殊标志明确作者真正的写作意图明确语境意思明确作者的情感作用情感 对比定义分析把具有明显差异、矛盾对立的双方放在一起，进行对照比较突出好坏、善恶、美丑对立，给人鲜明的印象产生强烈的感受表达强烈的情感标志：名词、动词明确作者的感情倾向分析对立或相反事物的特征特征情感作用 (一)修辞方法比喻使表现的内容更具体、更生动、更形象比拟使表现内容生动形象，增强感染力借代突出人和事物的特征，收到形象鲜明的艺术效果夸张突出人和事物的某种特征，便于更好地抒情，增强感染力对偶形式上整齐对称，节奏分明，语言简练；内容上语意集中含蓄排比节奏分明，增强气势；突出强调内容反复突出语意，强调情感；回环往复，一唱三叹；有韵律美设问引入问题，引起读者注意，思考反问加强语气，表达强烈情感用典表达情感含蓄，言简意丰，使语言典雅双关对比反语言在此而意在彼，增加语言容量，表达含蓄、巧妙加强语气，表达强烈情感加强语气，表达强烈情感 (二)描写方法正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描渲染烘托视觉变换 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描渲染烘托视觉变换使表现的内容更具体、生动、形象追忆过去；设想未来；从对方角度；梦境、仙境、幻境化动(静)为静(动)，以动(静)写静(动)；以动(静)衬静(动)，动静结合烘托环境气氛；刻画人物形象、心理；揭示主题刻画人物，不写背景，突出主体叙述事件，不求细致，只求简明描写景物，不尚华丽，务求朴实渲染气氛，表达感情；侧面描写，突出主体五官通用（视听嗅味触）；视角变化（远、近、高、低、俯、仰、里、外）时间变化；色彩变化；点面结合(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换正面描写:对人或事物进行直接描写;侧面描写:对描写对象周围的人或事物进行描写烘托、衬托、对比主体使形象更加丰满抒发感情更加充分给读者留下想象空间标志：主体和主体之外的其他人、事、物描写主体事物的形象描写主体周围事物的形象常用正衬、反衬、烘托表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换抽象述说与具体描写相结合;现实描写与回忆、想象相结合使结构更加紧凑使形象更加鲜明使内容更加丰富使意境既开阔又深邃使情感既明朗又含蓄标志：使用逗字：念、想/遥想、忆、料得、拟/也拟。时间名词：今/而今、昔、今宵注意点：实写之景的特征虚写之景(过去之景、未来之景、梦景、仙景、幻景)的特征从对方角度描写虚写的目的：表达某种内容，渲染情感、以景结情表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换动态描写与静态描写相结合以动衬静，以动写静塑造形象，营造意境使动者更动，使静者更静，一动一静，相应成趣；使描定对象更显有声有色使人如临其境，如闻其声，如见其人；使形象鲜明可感，真实可信；更好地渲染环境气氛。标志：动词摹拟声音的词语注意点：辨清动态、静态、声响分析景物的特征明确意境：画面+景物表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换对人物动作、外貌、语言、神态、心理以及自然景观、场面气氛等细小环节或细微之处进行描写细致入微地刻画人物形象表现人物心理的细微活动烘托渲染环境气氛表达真切情感给人留下丰富的想象空间标志：常使用比喻、夸张常使用白描手法常使用气氛渲染、对比衬托等手法注意点：描写细微之处小中见大,平中见奇表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换用朴素简炼的文字描摹形象，不重词藻修饰与渲染烘托。抓住对象的特征，如实地勾勒出人物、事件、景物的情态面貌。描写人物外貌，使人如见其人写景简洁生动，使人如见其景抒情真切感人，使人感同身受标志：不用形容词和修饰语，不用精雕细刻层层渲染不用曲笔或陪衬笔触准确有力，语言明快简洁，文字朴素平易，干净利素地勾画事物的形象、声响、光亮等注意点：不用任何修辞手法语言简洁明快只写主体，不写背景表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换渲染是对环境、景物等进行是作多方面的正面描写的描写，以突出形象。烘托是从侧面着意描写，作为陪衬，使所要表现的事物鲜明突出。使情感抒发更加强烈真挚使主体形象更加鲜明突出使环境气氛更加生动形象标志：渲染——正面描摹烘托——侧面描写注意点：借景抒情渲染气氛烘托情感表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描视觉变换从不同视角来描写：视听嗅味触的变换远近高低上下内外交互时间上晨昏变化时序上四季变化色彩上明暗浓淡变化突出特征塑造形象表达情感标志：时间名词方位词语与五官感觉有关的词注意点：辨析何种视角明确使用方法概括景物特征表达效果渲染烘托(二)描写方法 正侧结合虚实结合动静结合细节描写白描渲染烘托视觉变换使表现的内容更具体、生动、形象追忆过去；设想未来；从对方角度；梦境、仙境、幻境化动(静)为静(动)，以动(静)写静(动)；以动(静)衬静(动)，动静结合烘托环境气氛；刻画人物形象、心理；揭示主题刻画人物，不写背景，突出主体叙述事件，不求细致，只求简明描写景物，不尚华丽，务求朴实渲染气氛，表达感情；侧面描写，突出主体五官通用（视听嗅味触）；视角变化（远、近、高、低、俯、仰、里、外）时间变化；色彩变化；点面结合(二)描写方法 借景抒情托物言志借古讽今(二)抒情方法 借景抒情托物言志借古讽今触景生情融情于景以景结情乐景乐情哀景哀情乐景哀情哀景乐情渲染烘托反衬对比乐景乐情哀景哀情渲染烘托乐景乐情哀景哀情乐景哀情哀景乐情渲染烘托反衬对比(二)抒情方法 借景抒情托物言志借古讽今描写物体的目的：表现作者的情感表达志向、意愿流露人生态度寄寓美好愿望蕴含生活折理表现生活情趣烘托环境气氛刻画人物心理展示人物情格揭示主题思想标志：标题中常有：咏、吟对象一般为物注意点：分析景物特点寻找与人物的相似点或相同点辨析对景物的情感与自己的情趣表达效果(二)抒情方法 借景抒情托物言志借古讽今使用古代的人与事来讽刺当代人事批判时弊感伤时事警醒时人标志：古代的人与事，古今对比注意点：怀古诗用典古今相似点与不同点表达效果(二)抒情方法 (四)表现手法象征联想想象对比抑扬用典 象征联想想象对比抑扬用典用具体的事物来表示抽象的道理、精神由事物间的关联点联系到另一与之相关的人、事、物根据已有形象或知识凭空创造出新的形象或景象用事物的两个方面或性质，或相对的两个事物进行比较同时列举事物、情感的两个方面，然后强调某一个方面引用古代典籍中的人物故事或语句，证今、讽今等(四)表现手法 象征联想根据事物之间的某种联系，借助具体的形象来表现抽象的概念、思想、情感。使表达形象化，使抽象具体化。用于赞颂或讽刺，使表达更直接或更含蓄升华主题表现含蓄言浅意深标志：在“不能”、“不敢”、“不愿”的情况下使用是写作技巧(与比喻有别)针对全篇而非一句注意点：用具体来表现抽象表达效果想象对比抑扬用典(四)表现手法 象征联想利用事物之间相近、相通、相似或相反的关联，联想到与之相关的事物或道理。使作品内容丰富使语言形象生动使思维活跃类比联想对比联想象征(由实而虚)联想事理联想注意点：事物之间的关联点表达效果想象对比抑扬用典(四)表现手法 象征联想根据事物之间的关联，种凭借经验或凭空进行构想，将头脑已有的形象进行重新组合、编排，创造出新的形象，场景等。使视觉景象瑰丽、奇异使语言文字生动、形象使主旨表达含蓄、委婉使情感表达深刻、动人凭空、创造出新的超现实，或类似现实借助梦境、仙境、幻境等反映现实生活表达效果想象对比抑扬用典(四)表现手法 象征联想表达效果想象对比抑扬用典把具有明显差异、矛盾对立的双方放在一起，进行对照比较突出好坏、善恶、美丑对立，给人鲜明的印象产生强烈的感受表达强烈的情感标志：名词、动词明确作者的感情倾向分析对立或相反事物的特征(四)表现手法 象征联想表达效果想象对比抑扬用典指欲扬先抑和欲抑先扬。即想褒扬，先行贬斥，要想贬斥，先作褒扬强调突出事物的某一方面，给人鲜明的印象产生强烈的感受表达强烈的情感标志：事物的两个方面情感的对立面明确作者的感情倾向(四)表现手法 象征联想表达效果想象对比抑扬用典也叫用事，是一种修辞手法。引用古籍中的故事，或词句，为用典。使情感表达委婉使内容丰富含蓄使语言典雅简洁使意蕴丰富深刻标志：诗文中引用过去之有关人、地、事、物之史实，或语言文字，以为比喻。以古比今以古证今借古抒怀(四)表现手法 象征联想想象对比抑扬用典升华主题、表现含蓄、言浅意深使作品内容丰富、使语言形象生动、使思维活跃使视觉景象瑰丽、奇异；使语言文字生动、形象；使主旨表达含蓄、委婉；使情感表达深刻、动人突出好坏、善恶、美丑对立；给人鲜明的印象；产生强烈的感受；表达强烈的情感强调突出事物的某一方面、给人鲜明的印象、产生强烈的感受、表达强烈的情感使情感表达委婉、使内容丰富含蓄、使语言典雅简洁、使意蕴丰富深刻(四)表现手法 (五)艺术构思卒章显志以景结情铺垫线索总领照应 (五)艺术构思卒章显志以景结情铺垫线索总领在诗歌的结尾直接表达自己的心志或情怀。在议论或抒情的过程中，戛然而止，转为写景，以景代情作结。前面一系列非主要内容为后面主要内容作准备，或为高潮到来酝酿气氛，或前面写景叙事是为后面抒情作准备。照应对前面所写的内容作必要的回应。使结构显得紧凑、严谨。起句点题，奠定情感基调、烘托气氛等。贯穿诗歌作品的中心，人物、物件、时间、景物、空间等，都能成为线索'