《元合金相》PPT课件

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1、第四章二元合金相图材料学院范广新fangx@hpu.edu.cn1第四章二元合金相图合金：组元：相：组织：合金：是指由两种或两种以上的金属元素与非金属元素经过冶炼、烧结或用其它方法组合而成具有金属特性的物质，二元、三元等。组元是指组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。相：在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称之为相。组织：合金的组织是指肉眼或借助于显微镜所观察到的合金的相组成及相的数量、形态、大小、分布特征。2第四章二元合金相图如何确定不同温度下，一种合金材料

2、的组织结构？如何估算合金的室温组织含量以及怎样预测合金的机械和物理化学性能？如何强化合金材料？如何通过不同的工艺得到相应的组织和性能？3第四章二元合金相图第一节二元合金相图的建立第二节二元匀晶相图第三节二元共晶相图第四节二元包晶相图第五节其它常用的二元合金相图类型第六节二元合金相图与合金性能的关系4§4-1二元合金相图的建立什么是相图二元合金相图的表示方法二元合金相图的建立方法杠杆定律50，什么是相图？相图：就是表示合金系中合金的状态与温度、成分关系的图解，即用图解的方式表示合金系在平衡条件下，不同温度和不同成

3、分的合金所处的状态。作用：1，可以确定不同成分合金在不同温度下的相2，相的成分及相的相对含量3，了解合金在加热与冷却过程中所发生的转变并预测合金性能的变换规律意义：相图是材料研究、金相分析、制定加工、铸造、热处理等重要的依据和有效工具61，二元合金相图的表示方法相图又称为状态图或平衡相图。平衡是指在一定条件下合金系中参与相变过程的各相的成分和质量分数不再变化所达到一种状态。此时合金系的状态稳定，不随时间而改变。合金的状态：成分、温度、压力相互影响。通常有温度和成分两个因素决定71，二元合金相图的表示方法例：二元

4、合金相图的成分及温度表示方法82.二元相图的建立热分析法建立相图1，选用高纯度的组元，配制一系列不同成分的合金2，测出平衡条件下的冷却曲线，找出临界点3，将各临界点标注在温度-成分坐标平面内4，把相同意义的临界点连成线，标上已知条件，分析结果，写上数字、字母及各相、组织的名称9合金在极其缓慢冷却的条件下的结晶过程，一般可以认为是平衡的结晶过程。结晶开始点的连线叫液相线。结晶终了点的连线叫固相线。103.杠杆定律——很重要运用杠杆定律时要注意：它只适用于相图中的两相区,并且只能在平衡状态下使用。杠杆的两个端点为给

5、定温度时两相的成分点,而支点为合金的成分点。11§4-2二元匀晶相图匀晶相图的分析合金的平衡结晶过程晶内偏析12§4-2二元匀晶相图匀晶转变：两组元在液态与固态均无限互溶，直接由液相结晶出单相固溶体的过程。匀晶相图：当两个组元化学性质相近，晶体结构相同，晶格常数相差不大时，它们在液态（熔融态）和固态均无限互溶，形成成分连续可变的固溶体，称为无限固溶体或连续固溶体，它们形成的相图即为匀晶相图。13Cu-Ni合金相图合金的平衡结晶过程142、平衡结晶规律合金平衡结晶过程分析固溶体的结晶过程（匀晶转变）与纯金属结晶相

6、比（1）异分结晶：就是指固溶体结晶时，结晶出来的固相与母相化学成分不同。（2）固溶体结晶是在一定的温度范围内完成的，其中每一个温度下，只能结晶出一定数量的固相。在匀晶相图的两相区，温度一定时，两相的成分确定，两相的重量比也一定。15在2点固液两相重量比例163、晶内偏析固溶体结晶过程中固相和液相成分是不断变化的。在平衡结晶条件下，扩散充分、均匀固溶实际铸造过程中，结晶较快，晶内偏析Cu-Ni合金枝晶偏析示意图17晶内偏析：在实际铸造状态下，合金的结晶较快，原子扩散特别是在固相中的扩散来不及充分进行，在一个晶粒内

7、，先结晶的部分与后结晶部分的成分不同的，这种成分的不均匀称晶内偏析。树枝状偏析或枝晶偏析：由于固溶体晶体的结晶通常按树枝状方式进行，因而成分不均匀地沿树枝晶分布，枝晶的主干含高熔点组元多，枝晶间含低熔点组元多。晶间偏析先结晶的晶粒与后结晶晶粒的成分是不同的，这种成分的不均匀18晶内偏析的危害及消除危害：塑性、韧性下降易引起晶内腐蚀给金属热加工带来困难消除方法：扩散退火或均匀化退火，使偏析元素充分进行扩散，已达到成分均匀化19§4-3二元共晶相图二元共晶相图分析典型合金的平衡结晶过程及室温平衡组织相组成物与组织组

8、成物概念：共晶反应：由一定成分的液相同时结晶出成分不同、结构不同的两个固相共晶组织（共晶体）：共晶转变的产物（两个固相的混和物）go20§4-3二元共晶相图当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶,并发生共晶反应时所构成的相图称共晶相图。以Pb-Sn相图为例进行分析。Pb-Sn合金相图成分（wt%Sn）温度（℃）PbSn21⑴相图分析①相：相图中有L、、三种相,是溶质Sn在Pb