第一章作业
1. 图1-1示意表示出生成一个不一致熔融化合物AmBn和形成固溶体SB(A)的二元系统,试完成此相图的草图。
解答:如右上图所示。
2. 对于图1-2所示的相图,试进行:(1)标出初晶区;(2)画出温度下降方向;(3)确定相界线性质;(4)确定无变量点性质;(5)分析1,2,3点的结晶过程。
解答:
1) 如右上图所示;
2) 如右上图所示; 3) 相界限:
e1??:低共熔线, L→B+ AmBn; e2??:低共熔线, L→B+C; ????:低共熔线, L→C+ AmBn ; ??3??:低共熔线, L→C+ A; Pp:转熔线, L+A→AmBn ; 4) 无变量点:
E为低共熔点L=B+C+S; P为单转熔点L+A=C+S; e1:二元低共熔点L→A+B; e2:二元低共熔点L→C+B; e3:二元低共熔点L→A+B;
5) 结晶分析:
1点:
1位于A的初晶区,所以先析出A晶相。液相组成点沿1a线变化到e3??线上a点。到a点后,液相同时对A晶相和C晶相饱和,晶相C开始析出。系统温度继续下降,液相组成点沿e3??向P变化,相应的固相组成沿AC线从A点向b点变化。系统温度下降到TP后,由于P为转熔点,故液相到P点后,产生L+A→S+C,液相量逐渐减少。随着转熔的进行,固相组成沿b1线从b点向1点,直到全部消失,固相组成到达1点,转熔结束,结晶过程结束,获得A、S、C三种晶体。
2点:
2位于A的初晶区,先析出A晶相。液相组成点沿2c线变化到pP线上的c点。到c点后,产生单变量转熔过程:L+A→S,晶相S析出,晶相A被回吸,液相组成沿pP线向d点变化,同时固相沿AS线向S变化。当固相组成点到达S点时,晶相A被全部回吸完,此时液相组成到达d点,此时液相组成点开始离开pP界线发生“穿相区”,即穿过S相区向e点变化,从液相中析出S晶体,到e点后,系统又同时对晶相S和晶相B饱和,故同时析出S和B,液相线沿e1??E点变化,固相组成点从S点向f点变化,液相组成达到低共熔点E点后,产生低共熔过程:L→B+S+C。固相组成点从f点向2点变化,直到液相消失,结晶结束。
3点:
3位于S的初晶区,所以先析出晶相S。液相组成沿着3g线向g点变化,到达g点后,液相同时对晶相S和晶相B饱和,同时析出晶相S和晶相B,液相组成点沿e1??线向E点变化,固相组成点从S点向h点变化。当液相组成点到达E点时,产生低共熔过程L→B+S+C,同时析出晶相B,晶相S和晶相C,固相组成点沿h点向3点变化,直到液相消失,结晶结束。
3. 对于图1-3所示的相图,试进行:(1)标出初晶区;(2)画出温度下降方向;(3)确定相界线性质;(4)确定无变量点性质;(5)分析1,2,3点的结晶过程。
解答:
1) 如右上图所示; 2) 如右上图所示;
3) 相界线:所有相界线均为低共熔线
e1E1:低共熔线,发生:L→A+AC; e2E1:低共熔线,发生:L→A+AB; GE1:低共熔线,发生:L→AB+AC; e3E2:低共熔线,发生:L→B+AB; e4E2:低共熔线,发生:L→B+BC; GE2:低共熔线,发生:L→AB+BC; e5E3:低共熔线,发生:L→C+BC; e6E3:低共熔线,发生:L→C+AC; GE3:低共熔线,发生:L→AC+BC; 4) 无变量点:
所有无变量点均为低共熔点
E3:三元低共熔点,发生:L→C+AC+BC; E1:三元低共熔点,发生:L→A+AC+AB; E2:三元低共熔点,发生:L→B+AB+BC; E:三元低共熔点,发生:L→AC+AB+BC; e1:二元低共熔点;发生:L→A+AC; e2:二元低共熔点;发生:L→A+AB; e3:二元低共熔点;发生:L→B+AB; e4:二元低共熔点;发生:L→B+BC; e5:二元低共熔点;发生:L→C+BC; e6:二元低共熔点;发生:L→C+AC; 5) 结晶分析:
1点:
1点组成物冷却先析出AC,液相点沿(AC)1的延长线向OS运动,到达与OS的交点后,BC开始析出,液相点向O点运动,同时固相点从(AC)向C运动;液相点到达O点时,固相点到达O1延长线与AC的交点,O点发生低共熔过程,固相点验O1延长线向1点运动,到达1点时,液相刚好消失,结晶结束,得到AC,BC,AB三种晶体。
2点:
2点组成物先析出BC,液相点沿(BC)2的延长线向OS运动,到达与OS的交点后,AC开始析出,液相点向O点运动,同时固相点从(BC)向C运动;液相点到达O点时,固相点到达O2延长线与BC的交点,O点发生低共熔过程,固相点验O2延长线向2点运动,到达2点时,液相刚好消失,结晶结束,得到