第7章 合金的相结构与结晶ppt课件.ppt

《第7章 合金的相结构与结晶ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、合金与相（alloyandphase)2相(phase)（1）相：材料中结构相同、成分和性能均一的组成部分。（如单相、两相、多相合金。）©2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning™isatrademarkusedhereinunderlicense.合金中有两类基本相——固溶体和化合物二、合金的相结构1、固溶体合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相，称为固溶体。形成固溶体后，晶格保持不变的组元称溶剂，晶格消失的组元称溶质。固溶体的晶格类型与溶剂组元相

2、同。如，Fe(C)固溶体。（1）固溶体的分类1）置换固溶体：若溶质原子代替一部分溶剂原子而占据溶剂中的某些结点位置，称为置换固溶体。2）间隙固溶体：溶质原子在溶剂晶格中并不占据晶格结点的位置，而是在结点间的空隙中，这种形式的固溶体称为间隙固溶体。固溶体分类ZXY间隙原子间隙固溶体置换固溶体置换原子YXZ（2）固溶体的性能由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，变形抗力增大，使金属的强度硬度升高的现象称为固溶强化。当溶质的质量分数适当时，固溶体不仅有着较纯金属高的强度和硬度，而且有着好的塑性和韧性。固溶强化形成固溶体使金属强度和硬度提高的

3、现象正常晶格晶格畸变晶格畸变小原子置换引起的晶格畸变间隙原子引起的晶格畸变2、金属间化合物（intermetalliccompound)金属间化合物是合金组元间发生相互作用而生成的一种新相，其晶格类型和性能不同于其中任一组元，因此性能也不同于组元。（1）金属间化合物的分类1）正常价化合物——这类金属化合物通常由金属元素与周期表中第IV、V、Ⅵ族的元素组成的。例如Mg2S、MnS、Mg2Si等，其分子式符合原子价规律，并且成分是固定不变的。2)电子化合物——这类金属化合物是按一定电子浓度组成的具有一定晶格类型的化合物。3)间隙化合物——间隙化

4、合物一般是由原子直径较大的过渡族金属元素（Fe、Cr、Mo、W、V等）与原子直径较小的非金属元素（H、C、N、B等）组成。间隙化合物间隙相根据半径的比值另一类是具有复杂结构的间隙化合物，如Fe3C、Cr23C6、Cr7C3、Fe4W2C等间隙化合物中分为两类，一类是具有简单晶格形式的间隙化合物。如VC、WC、TIC等间隙固溶体间隙相晶格畸变晶格改变间隙固溶体与间隙相的区别晶格类型间隙相间隙化合物间隙固溶体晶格改变晶格畸变Al-In偏晶相图Temperature,℃0102030405060708090100InAlIn,wt%In,at%1

5、002003004005006007008009001000510203040506010080017.597639℃156℃(Al)(ln)660℃Pb-Sn共晶相图第7章相图(Phasediagram)第7章相图相图：表示平衡条件下材料系统中相的状态与温度及成分之间关系的一种图形。又称状态图或平衡图。相图是材料科学工作者必不可少的 重要工具。相图的用途：由相图可以知道材料的凝固或熔化温度及系统中可能发生的固态相变或其他转变；材料的性能与相图有一定关系，掌握了有关相图的知识，就可以通过相图预测材料的某些性能。§7.2相、相平衡及相图制作7

6、.1.3相图的表示与测定横坐标：成分纵坐标：温度点图中任一：状态点状态与成分表示法质量分数(w)和摩尔分数(x)二元相图中的成分按现在国家标准有两种表示方法：质量分数和摩尔分数。一般情况下，如果没有特别注明，均指质量分数。§7.2相、相平衡及相图制作7.2.1相图的表示与测定状态与成分表示法Cu305070Ni相图的建立：计算法：实验法：热分析法，金相组织法，X射线分析法，硬度法，电阻法，热膨胀法，磁性法。配制一系列成分的合金－测冷却曲线－确定转变温度－填入坐标－绘出曲线。测定合金的冷却（或加热）曲线金属结晶的条件和过程§4.1相、相平衡及

7、相图制作7.2.2相图的表示与测定图4-2用热分析建立Cu-Ni相图。(a)冷却曲线，(b)相图。由凝固开始温度连接起来的相界线称为液相线，由凝固终结温度连接起来的相界线称为固相线。相图中由相界线划分出来的区域称为相区，表明在此范围内存在的平衡相类型和数目。在二元相图中有单相区和两相区。在相图中，任意一点都叫“表象点”。一个表象点的坐标值反映一个给定合金的成分和温度。在相图中由表象点所在的相区可以判定在该温度下合金由哪些相组成。CoolingCurvesPureMetalsAlloysMetalAandMetalBAlloysA+BFree

8、zingorMeltingpointSolidificationorFreezingrange相图的测绘方法§7.2.2固溶体的平衡凝固7.2.2.2杠杆定律注意：只适用于两相区