合金相结构和二元合金相图（新PPT）课件.ppt

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1、第二章合金的相结构与二元合金相图主要内容第二章合金的相结构与二元合金相图2.2二元合金相图2.3二元相图的应用2.1合金的相结构第二章合金的相结构与二元合金相图2.1合金的相结构一．概述☞纯金属：导电性、导热性好。但强度并不高，应用受限制。☞合金：是两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素制成的具有金属特性的物质。☞组元：组成合金的最基本的独立的物质。由两个组元组成的合金称为二元合金。由三个组元组成的合金称为三元合金或多元合金。☞相：是金属或合金中具有同一结构，同一原子聚集状态和性质均匀的连续组成体，不同“相”之间存在界面，称为相界面。2.1合金的相结构二．合金的

2、相结构合金的相结构是指相的原子排列规律。它比金属晶体结构复杂，可归为两类：①固溶体②金属化合物。1、固溶体：固溶体与溶液一样，有溶剂与溶质之分。含量少的叫溶质，含量多的叫溶剂。用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体也可表示为A(B),其中A为溶剂,B为溶质。☞特点：固溶体的晶格类型与溶剂组元的晶格类型相同。☞分类：按溶质原子在溶剂晶格中所占位置的不同，可分为置换固溶体和间隙固溶体。第二章合金的相结构与二元合金相图2.1合金的相结构图1固溶体两种类型示意图第二章合金的相结构与二元合金相图二．合金的相结构1、固溶体（1）置换固溶体“Cu-Ni合金”:Cu的面心

3、立方晶格结点上的原子，可以部分或全部被溶质原子Ni置换掉。►按溶质组元的固溶度可分为无限固溶体和有限固溶体；☞有限固溶体：当溶质组元浓度＞固溶度后，可形成另一新相；☞无限固溶体：完全溶解100%溶质组元，但不改变溶剂的晶格类型。第二章合金的相结构与二元合金相图Cu（Ni）1、固溶体（2）间隙固溶体溶剂组元的晶格类型保持不变。溶质原子溶入到溶剂晶格的间隙中，这种固溶体称为间隙固溶体。☞形成间隙固溶体的条件：晶格间隙一般小于0.1nm，只有半径较小的原子才可溶入间隙，如氢（0.046nm）、氧（0.060nm）、碳（0.077nm）和硼（0.097nm）等。溶质与溶剂

4、原子半径比小于0.59☞固溶体性能的变化：置换固溶体、间隙固溶体→晶格畸变→增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难强度、硬度上升，塑性、韧性下降→固溶强化。第二章合金的相结构与二元合金相图2.1合金的相结构☆固溶体性能的变化图2固溶体中大、小溶质原子所引起晶格畸变示意图第二章合金的相结构与二元合金相图2.1合金的相结构2、金属化合物（中间相）定义：A、B两组元组成合金时，由于溶解度的不同，除形成有限固溶体外，还有可能形成与A、B组元晶格类型不同的新相，这种新相就称为金属化合物（中间相）。分类：金属化合物根据形成条件，可分为下列三种类型，即正常价化合物、电

5、子化合物、间隙化合物。（1）正常化合物化合物按正常的原子价规律组成，具有一定的化学成分，可用化学分子式来表示其组成，例如：Mg2Si、Mg2Sn等。特点：硬度高，脆性大。第二章合金的相结构与二元合金相图2.1合金的相结构（2）电子化合物化合物的组成不遵守原子价规律，而是按一定的电子浓度组成。如电子浓度=2/3时，铜锌可形成体心立方的CuZn中间相；当电子浓度=21/13时，则形成复杂立方结构的Cu5Zn8中间相。（3）间隙化合物化合物是由过渡族金属与原子半径较小的非金属元素，如C、N、O、B等形成的金属化合物。可按原子半径比值分类简单间隙化合物复杂间隙化合物第二章

6、合金的相结构与二元合金相图2.2二元合金相图一．概述定义：相图是表示合金系中所有合金，在非常缓慢冷却（或加热）条件下，在各个温度下存在的相或其组织的图解。第二章合金的相结构与二元合金相图☆作用：通过相图知道各种成分的合金在任一温度下存在的相及相成分。加热或冷却过程中的相变及相变温度、室温下合金的平衡组织及性能，为制定热处理规范提供依据。二．二元合金相图的制作1、以Cu-Ni二元合金系为例，用热分析法来绘制相图。LL+αα第二章合金的相结构与二元合金相图2.2二元合金相图2、二元合金相图特征点、线的意义tA—铜的熔点tB—镍的熔点tAatB—液相线tAbtB—固相线

7、tAatB线上为一液相区LtAbtB线下为一固相区α两线之间为液固相区L+α第二章合金的相结构与二元合金相图三．匀晶相图★定义：若两组元在液态时无限互溶，在固态时也无限互溶，则冷却时将产生匀晶反应的合金系，构成匀晶相图。1．合金的平衡结晶过程示意图L→α第二章合金的相结构与二元合金相图三．匀晶相图2．合金的平衡结晶过程☞平衡结晶是合金在极缓慢的冷却过程中，原子能够充分扩散，随时达到相平衡的结晶过程。☞当合金从高温缓慢地冷却到与液相线相交的t1温度并稍过冷时，开始从液相L1中结晶出成分为的α1固溶体。固相成分沿着固相线变化，液相成分沿着液相线变化。当然随着结晶的进行

8、，液相量逐