应用化学专业英语ppt.ppt

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1、工程材料与成型工艺第三章铁碳合金第一节概述一、合金的基本概念(basicconceptofthealloy)合金（alloy）：由两种或两种以上金属元素或者金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。如：黄铜等。组元（component）：组成合金最基本的、独立的物质。如：黄铜Cu—Zn；硬铝Al—Cu都称二元合金。一般来说，组元可以是组成合金的元素，也可以是稳定的化合物。合金系：由两个或两个以上的组元按不同配比，配制出一系列不同成分、不同性能的合金。这一系列合金构成了一个合金系统，简称合金系。第一节概述相（phase）：成分相同，结构相

2、同，与其他部分有界面分开的部分。如均匀的液体称为单相，液相和固相同时存在称为两相。组织（structure）：指用肉眼或显微镜所观察到的材料的微观形貌。它是相的集合。相和组织是两个不同的概念：组织可以由一个相组成，也可以由几个相复合组成。不同的组织，其性能不同。研究合金成分、组织、性能的关系是研究合金的主要内容之一。第二节固态合金的基本结构合金的结构要比纯铁复杂得多。根据合金中各组元相互作用的不同，在固态下可能出现两种相结构：相互溶解，形成固溶体；相互反应，形成金属化合物。两种或两种以上晶体混合在一起形成机械混合物。一、固溶体组元通过溶解形

3、成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相称为固溶体A（B）。固溶体结构1、间隙固溶体（见图3-1a）形成条件：原子半径r溶质/r溶剂＜0.59结构特点：1）保持溶剂的晶格类型；2）溶质原子无序排列；3）溶剂晶格产生畸变；4）溶解度有限。固溶体结构2、置换固溶体（见图3-1b）无限置换固溶体有限置换固溶体条件：1）两组元素具有相同的晶格类型；2）两组元素的原子半径相差不大；3）元素周期表中位置相邻。条件：上述条件相差越大，其相互溶解度越小；越有利于形成有限固溶体结构特点：1）保持溶剂的晶格类型；2）溶质原子无序排列；3）溶剂晶格产生

4、畸变。固溶体的性能固溶强化（solutionstrengthening）由于溶质原子溶入溶剂晶格产生晶格畸变而造成材料的强度、硬度升高，塑性和韧性没有明显降低。溶质原子溶入→晶格畸变→位错运动阻力上升→金属塑性变形困难→强度、硬度升高。固溶强化是金属强化的重要方式之一。二、金属化合物金属化合物（compound）定义：是合金中各组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相。具有与其组元截然不同的特殊晶格。特征：①可以用化学式表示，但与普通化学物不同，不一定遵守化合价规律。可分为正常价化合物，电子化合物，间隙化合物；②一定程度上具有金属的

5、性质；③晶格结构完全不同于任一组元；④性能：熔点高，硬而脆。例如Fe与C→Fe3C(渗碳体)金属化合物对合金性能的影响对合金性能的影响：当合金中出现适当的金属化合物时，通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性，但塑性和韧性会降低。所以，金属化合物是各类合金钢、硬质合金和许多有色金属合金的重要强化相。三、机械混合物当组成合金的各组元在固态下既不相互溶解,又不形成化合物,而是按一定质量比、以混合方式存在的结构形式称为机械混合物。机械混合物中各组元的原子仍按各自原来的晶格类型结晶成晶体,在显微镜下可以区别出各组元的晶粒。机械混合物可是纯金属、固溶体或化

6、合物各自的混合物,也可是它们之间的混合物。比如：P、Ld等。第三节合金相图(alloyphasediagram)定义：相图是利用图解方法表示合金的状态与温度、成分间的关系的图解，是表示合金系在平衡条件下，在不同温度、成分下的各相关系的图解。也称为平衡图或状态图。一、相图的建立(phasediagramestablishing)二元合金相图是通过热分析实验法建立的。如：Cu—Ni合金第一步：先测定不同成分合金的冷却曲线；第二步：确定冷却曲线上的结晶转变温度（临界点），然后把这些点标注在温度—成分坐标图上；第三步：把坐标图上的各相应点连接起来，

7、就可得出该合金的相图。合金相图的建立Ⅰ：纯铜Ⅱ：5%Cu+25%NiⅢ：50%Cu+50%NiⅣ：25%Cu+75%NiⅤ：纯Ni二、匀晶相图合金相图定义：当两组元在液态和固态均无限互溶的相图。如Cu-Ni、Au-Ag、Au-Pt、W-Mo等。特点：匀晶转变：1.相图分析（以Cu-Ni为例）合金结晶过程分析（1）平衡结晶过程定义：指合金在结晶过程中冷却速度无限缓慢，原子扩散能够充分进行结晶过程。结晶过程分析：（2）不平衡结晶过程定义：实际生产条件下，液态合金的结晶是在较快的冷却速度下进行的，原子得不到充分扩散，称为非平衡结晶，所得组织称为非

8、平衡组织。出现的现象：晶内偏析（又称枝晶偏析）对合金性能的影响：恶化合金的性能。处理办法：均匀化退火或扩散退火。即把有枝晶偏析的合金加热到固相线以下100-200℃进行长时间保温