[工學]冶金原理課件中南第2章b-資料下載頁

　　

【正文】 相平衡圖 熔锍的相平衡圖 二 、 Fe?S 二 元系相圖 體系特點 ： ?生成一致熔融化合物： ? 純 含 S %（ 質量 ） ， 熔點 1130?C； ? 易溶解硫或鐵形成固溶體 。 ?在純 Fe一側 ， 純鐵可溶解少量硫分別形成 ?、 ?、 ?三種固溶體 。 ? Fe? 元系屬于生成有限固溶體的低共熔體系 ， 低共熔溫度 988?C。 ?液相線 （ a） 可視為純鐵中硫的溶解度曲線 。 ? 含硫量增大將導致鐵的熔點降低 。 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 三 、 Cu?Fe 二 元系相圖 體系特點 ： ?在純鐵一側： ? T 900?C時 ， 鐵溶解少量銅形成固溶體 ? 相； ? 在 850~1484?C范圍內 ， 鐵與銅形成固溶體 ? 相；其中溶解的銅量隨著溫度升高略有增加 ， 可達 ~10%（ 質量 ） ； ? T 1400?C時 ， 鐵能溶解少量銅形成固溶體 ? 相； ? ? 相與 ? 相 、 ? 相與 ? 相可分別形成低共熔 。 ?在純銅一側： ? T 1083?C時 ， 銅溶解少量鐵形成固溶體 ? 相；其中溶解的鐵量隨著溫度升高而增大 ， 在 1094?C時達 ~4%（ 質量 ） 。 ? T 1094?C時 ， ? 固溶體轉變為 ? 固溶體： ? = ? + L 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 體系特點 ： （ 續 ） ?在銅熔煉溫度范圍內 （ 1100~1400?C） ： ? 在一定的溫度下 ， 隨著含鐵量的增加 ， 將不斷有銅鐵合金相 （ ? 固溶體 ） 析出； ? 當含鐵量一定時 ， 隨著溫度的降低 ， 固溶體 ? 相也會從熔體中析出 。 ?在造锍熔煉中 ， 可能 析出 銅鐵合金 （ 熔點高 ）， 易沉積于爐底且難于清除 。 熔锍的相平衡圖 四 、 Cu2S?FeS 二 元系相圖 體系特點 ： ? Cu2S?合物 （ 即 2Cu2S） ， 熔點 1090?C。 ? Cu2S?：在液態和固態均完全互溶的二元系； ? ? ：形成固溶體的低共熔型 ， 低共熔溫度為 940?C。 ? Cu2S? ， 在940?C ~1191?C之間 。 ? 在熔煉 溫度下 （ ~1200?C） ， 銅锍呈液態 。 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 ? 當 Cu、 Fe、 S三種組分混熔時 ， 如果硫量超過 Cu2S?FeS熔體中硫的化學計量 ，多余的硫在熔化過程中會揮發逸去 。 ? Cu2S?FeS?S部分對在高溫和大氣壓力下進行的造锍熔煉過程的研究沒有實際意義 。 ? 硫化鐵采用化學計量形式的 FeS。 ? 未考慮 Cu2S?FeS間可能形成的化合物 。 五 、 Cu?Fe?S 三元系相圖 平面投影 圖 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 體系特點 ： ? 4個液相面： I —— CuE1PPlCu面為 Cu (Cu固溶體 ) 的液相面 L = Cu (固溶體 ) 兩相平衡； Ⅱ —— FeP1PDKFE2Fe面為 Fe (Fe固溶體 ) 的液相面 L = Fe (固溶體 ) 兩相平衡； Ⅲ —— FeSE2EE3FeS面為 FeS (FeS固溶體 ) 的液相面 L = FeS (固溶體 ) 兩相平衡； Ⅳ —— Cu2SE3EFfCu2S面和 E1PDdE1面為 Cu2S (Cu2S固溶體 ) 的液相面； L = Cu2S (固溶體 ) 兩相平衡 。 該液相面被液相分層區所截 ， 分成兩個部分 。 平面投影 圖 （ 簡示圖 ） 熔锍的相平衡圖 返 回 ① ② ③ 熔锍的相平衡圖 體系特點 （ 續 ） ： ? 2個液相分層面 ? Vl (dDFfd面 )——析出 Cu2S固溶體的初晶區 ， L1 ＝ L2 + Cu2S (固溶體 ) 兩液相的組成由 fF 和 dD 線上兩對應點表示； ? V2 (DKFD面 )——析出 Fe固溶體的初晶區 ， L1 ＝ L2 + Fe (固溶體 ) 兩液相的組成由 KF及 KD線上兩對應點表示 。 圖 2?42 ① 熔锍的相平衡圖 體系特點 （ 續 ） ： ? 5條界線 ? E1P —— Cu固溶體與 Cu2S固溶體共同析出的低共熔線； ? E2E —— Fe固溶體與 FeS固溶體共同析出的低共熔線； ? E3E —— Cu2S固溶體與 FeS固溶體共同析出的低共熔線； ? FE和 DP —— Cu2S固溶體與 Fe固溶體共同析出的低共熔線 ， 被液相分層區截斷而分成兩部分 。 ? P1P —— 二元轉熔線： L + Fe (固溶體 ) = Cu (固溶體 ) 圖 2?42 ② 熔锍的相平衡圖 體系特點 （ 續 ） ： ? 2個三元無變點 ? E —— 三元低共熔點 （ 靠近 FeS?Cu2S連線上的 E3附近 ， 但并不落在 FeS?Cu2S直線上 ） 。 低共熔反應： L = Cu2S (固溶體 ) + FeS (固溶體 ) + Fe (固溶體 ) ? P —— 三元轉熔點 （ 靠近 Cu組元頂角 ， 轉熔溫度為1085?C） 。 平衡反應： L + Fe (固溶體 ) = Cu (固溶體 ) + Cu2S (固溶體 ) 圖 2?42③ 熔锍的相平衡圖 ? L1——含有少量硫的液態 Cu?Fe合金 ， L2——Cu2S?FeS假二元系完全熔融體 ， 即熔融銅锍 。 ?當富銅的熔融銅锍含硫量降低時 ， 熔體中將出現富銅的合金液相 ——分層現象； ?當貧銅的熔融銅锍含硫量減少時 ， 熔體中會析出固體鐵 。 ?銅锍的含硫量不能超過 FeS?Cu2S假二元系的對應值 ——硫會揮發 。 ?只有當銅锍的組成位于圖中 Cu2S?a?b?c?FeS?Cu2S區域內時 ， 銅锍才會以單一均勻的液相存在 。 ?工業銅锍中硫的含量一般為 ~（ 質量分數 ） 。 冶金計算時可設銅锍的硫含量為 。 等溫截面圖 （ 1250?C ） 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖