二元合金的相图及结晶

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1、第二章二元合金的相图及结晶2.1合金中的相合金、组元、相；固溶体：置换固溶体、间隙固溶体；金属化合物；固溶强化的概念。本节要点：研究金属材料的加工工艺，必须了解金属及合金的晶体结构和结晶。1合金：由两种或两种以上的元素通过熔炼后所获得的新的物质仍然具有金属特性。组元：组成合金的基本元素。相：凡是成分相同、结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。例如：单一的液相单一的固相；液相、固相两相共存；问题：水、油混装在一个瓶子里，是几个相？将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？基本概念2合金的结构——固溶体固溶体：由两种组元相互溶解后所组成的新的物质仍然保持其中某一

2、组元的晶体结构。置换固溶体：A组元的原子取代了B组元的原子。当A、B两个组元的原子直径相差不大时，两个组元可以以任何比例溶解，形成无限固溶体，反之则为有限固溶体。间隙固溶体：A组元溶入B组元的的间隙中。只能形成有限固溶体。例如：C溶入α-Fe或γ-Fe所形成的铁素体、奥氏体。3置换固溶体和间隙固溶体的区别4A、B两组元相互溶解后所形成的新的物质既不是A组元的结构，也不是B组元的结构，而是自身的一种独立的结构。例如：Fe和C所形成的化合物Fe3C，就是一种典型的金属化合物。合金的结构——金属化合物具体分为：正常价化合物；组元间负电性相差大，周期表中距离较远。符

3、合化合价规律。Mg2Si电子化合物；电子浓度决定CuZn间隙相和间隙化合物。VC,Fe3C5固溶强化随着溶质原子的增加，所形成的固溶体的强度、硬度升高的现象。例如：纯铁与钢的用途6合金平衡图：表示某一合金系中不同成分的合金，在各种不同温度条件下相的平衡关系（即用来表示合金的成分、温度与组织之间关系）的图形。又称相图或状态图一、二元合金平衡图的建立2.2二元合金相图的建立7二元合金相图的使用1确定某一成分某一温度时存在的相2确定给定合金的相变温度3由相图确定某成分合金某一温度下两平衡相的成分和相对质量-----杠杆定律8二.相图的建立名称A金属B金属晶格类型b

4、ccbcc熔点高低合金1100%0%合金290%10%合金380%20%……..……..…….合金920%80%合金1010%90%合金110%100%9热分析法10二.相图的建立时间温度90705030AB温度A温度B温度11abab:液相线ab:固相线LL+SSL:液相区S:固相区L+S:液固共存区AB温度12TLTSTnbacABabLS温度131.匀晶相图1415TLTSTnbac杠杆定理QS=(bc／ab)100%QL=(ac／ab)100%QS+QL=1aQS+bQL=cABabLS温度QLQs162.共晶相图温度成分100%A100%BLS

5、AL+SASBL+SB172.共晶相图SA+(SA+SB)SB+(SA+SB)X%Y℃SA+SBLXSA+SBY℃SALSALSAL温度成分100%A100%BLL+SAL+SB18共晶相图的建立19共晶相图SA+(SA+SB)SB+(SA+SB)X%Y℃SA+SB温度成分100%A100%BLL+SAL+SB2021SA+(SA+SB)SB+(SA+SB)X%Y℃SA+SB温度成分100%A100%BSS+SAS+SB3.共析相图SXSA+SBY℃22共析相图23相图与合金物理、力学性能之间的关系24合金的流动性、缩孔性质与相图之间的关系25合金的流动性

6、、缩孔性质与相图之间的关系26一、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。27二、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。28