第三章 二元合金与相图ppt课件.ppt

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1、第三章二元合金与相图强度高纯金属强度低合金化纯铁:σb=200MPa45钢:σb=610MPa（45钢=纯铁+0.45%碳）纯铁金相组织45钢金相组织第三章二元合金与相图关于合金的相关概念合金通过熔炼、烧结或其他方法，将一种金属元素同一种或几种其他元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质三层含义：合金组成、制备方法、金属特性例如：黄铜是铜和锌组成的合金硬铝是铝、铜、镁组成的合金碳钢就是铁和碳组成的合金第三章二元合金与相图关于合金的相关概念组元组成合金独立的、最基本的单元组元可以是：金属、非金属、稳定化合物例如：黄铜中

2、Cu和Zn都是组元硬铝合金中Al、Cu、Mg都是组元亚共析钢中Fe和Fe3C都是组元铝硅合金中Al和Si都是组元第三章二元合金与相图关于合金的相关概念合金系相同组元按不同比例配制一系列不同成分的合金，构成一个合金系合金系中：组元固定、含量（成分)不同例如：金色黄铜和弹壳黄铜都是黄铜，但金色黄铜含Cu≈90%，含Zn≈10%，而弹壳黄铜含Cu≈70%，含Zn≈30%CuZn0255075100wZn（%）→黄铜合金系线合金的成分A组元B组元第三章二元合金与相图关于合金的相关概念二元合金由两个组元构成的合金例如：黄铜有Cu

3、和Zn两个组元，属于二元合金亚共析钢有Fe和Fe3C两个组元，也属于二元合金三元合金由三个组元构成的合金例如：硬铝有Al、Cu和Mg三个组元，属于三元合金第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构关于相的相关概念相在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其他部分有界面分开的均匀部分单相若合金是由成分和结构都相同的同一种晶粒构成，称合金含有一种相，为单相第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构关于相的相关概念多相若合金是由成分和结构不相同的多种晶粒构成，称合金含有多种相，为多相显微组织与相之间的关系显微组织是由相组成，是由

4、于组成相的种类、相对数量、晶粒形状、大小及分布形态等的不同，而分别具有不同形貌特征的相的组合物第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构合金相种类固溶体金属化合物相第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体合金在固态下，组元间能够互相溶解而形成的均匀相称为固溶体置换原子第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体晶体结构特点固溶体的晶格结构类型与溶剂金属组元的晶格相同举例：铁素体（一种固溶体）其溶剂是Fe，溶质是C，溶剂常温晶格为体心立方结构，溶质为层状立边形结构，铁素体为体心立方晶格结构奥氏体（一种高温固溶体）其

5、溶剂是Fe，溶质是C，溶剂高温晶格为面心立方结构，溶质为层状立边形结构，奥氏体为面心立方晶格结构第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体固溶体分类根据溶质原子在溶剂晶格中占据位置的不同，固溶体可分为两类置换固溶体间隙固溶体固溶体有序固溶体无序固溶体第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体固溶体分类置换固溶体指溶质原子置换溶剂晶格结点上的溶剂原子而形成的固溶体无序固溶体溶质原子在溶剂晶格中的呈无规则分布。（多数）有序固溶体：溶质原子在溶剂晶格中的呈规则分布。（为数不多）第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构

6、固溶体固溶体分类间隙固溶体指溶质原子进入溶剂晶格间隙而形成的固溶体间隙固溶体一定是无序固溶体第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体固溶体分类溶解度在一定温度及压力下，溶质元素在固溶体中的极限浓度无限固溶体溶解度在0%～100%间可以任意改变的固溶体有限固溶体：溶解度有限的固溶体第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体不管溶质原子处于溶剂原子的间隙中或者代替了溶剂原子都会使固溶体的晶格发生畸变，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现

7、象，称为固溶强化固溶体的性能第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构固溶体固溶强化是提高金属材料力学性能的重要途径之一。实践表明，适当控制固溶体中的溶质含量，可以在显著提高金属材料的强度、硬度的同时，仍能保持良好的塑性和韧性。因此，对综合力学性能要求较高的结构材料，都是以固溶体为基体的合金固溶体的性能第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构金属化合物具有相当程度的金属键并具有一定程度的金属性质的化合物结构特点金属化合物的晶格结构类型不同于任一组元（可用分子式大致表示）举例：渗碳体是由Fe和C构成的金属化合物，其晶格类型

8、与Fe和C都不形同，而是形成一种复杂晶格（如右图）。Fe与C原子比例固定为3:1，故可以Fe3C来表示渗碳体的晶格结构第三章二元合金与相图第一节固态合金相结构金属化合物结构特点晶体结构复杂，熔点高、硬度高、脆性大。一般只用作强化相第三章二元合金与相图第二节二元合金相图基本知识相图（合金平衡图/合金状态图）用图解的方法表示不同温度、