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《机械工程材料 第3章 二元合金的结晶 - 河北工业大学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、机械工程材料二元合金相图河北工业大学 材料学院1第三章二元合金相图第一节固态合金中的相：固溶体、金属间化合物第二节匀晶相图第三节共晶相图第四节包晶相图第五节其它相图第六节二元合金的性能与相图的关系2概念介绍：二元合金相图相图：表示在平衡状态下，合金的组织结构与其成分和温度关系的图形。（组织结构－成分－温度）合金：一种金属元素同另一种或几种其它元素，通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质。工业上大多数金属材料是合金。组元：组成合金的最基本的单元，叫组元。组元可以是金属、非金属元素或稳定化合物。二元合金：由两个组元组成
2、的合金。3概念介绍：相与组织相：在金属或合金中，化学成分相同，晶体结构相同，物理化学性质相同，并有界面与其它部分分开的均匀的组成部分。液态物质液相因态物质固相单相多相单相合金多相合金合金由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金的组织。组织：是指用肉眼或显微镜观察到的材料的微观形貌。合金中两类相：固溶体金属化合物（中间相）4珠光体组织＝F+Fe3C组织＝相+相5第一节固态合金中的相：固溶体固溶体：合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的且晶体结构与某一组元相同的固相。溶剂：与固溶体晶格相同的组元为溶剂，一般含量较多；另一
3、组元为溶质，含量较少。一、定义二、表示方法1、固溶体用a、b、g等希腊字母表示；2、用大写英文字母表示；如A(B)表示溶质B溶入溶剂A中；Pb(Sn)表示Sn溶入Pb中形成的固溶体。1.按溶质原子在溶剂晶格中的位置分三、分类间隙固溶体置换固溶体6分类：置换固溶体和间隙固溶体(一)置换固溶体－溶质原子置换了溶剂晶格上某些结点位置上的原子形成的固溶体。（1）保持溶剂结构（2）溶质原子占据溶剂阵点位置特性(二)间隙固溶体－原子半径较小的溶质原子（X）占据溶剂(过渡族元素－M)间隙位置形成的固溶体.特性1）保持溶剂结构2）溶质原子占据溶剂
4、间隙位置3）溶质原子无序分布，故间隙固溶体永远是无序固溶体。H(0.046nm)、O(0.060nm)、N(0.071nm)、C(0.077nm)、B(0.097nm)7有限与无限固溶体无序固溶体－溶质在溶剂中的位置无规律。有序固溶体－溶质在溶剂中的位置有规律。（超结构)2.按溶质原子在溶剂中的溶解度无限固溶体－溶质在溶剂中的溶解度无限。如：Cu-Ni,Fe-Ni有限固溶体－溶质在溶剂中的溶解度有限。如：Cu-Zn,Cu-Sn无限固溶体置换固溶体有限固溶体间隙固溶体可能是一定是3.按溶质原子在固溶体中的是否有规律8四、固溶体性能间
5、隙固溶强化效果大于置换固溶强化。固溶强化：随着溶质在固溶体中含量的增加，材料的强度、硬度增加，塑性韧性下降的现象。溶质原子溶入晶格固溶体晶格畸变位错动力阻力增加滑移变形困难强度、硬度增加9第一节固态合金中的相：金属化合物(中间相)一、定义溶质含量超过固溶体的溶解度时，合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相，为金属化合物（因常具有金属特性），或称中间相。二、性能中的共性一般熔点高、硬度高、脆性大。三、分类：根据形成条件及结构特点1．正常价化合物：符合化合价规律且负电性相差较大的两类元素组成（可用确定的化学式表示
6、，如NaCl、Mg2Si、MnS、FeS等。主要为离子键键合10电子化合物2.电子化合物价电子数为1的元素有：Cu,Ag,Au；价电子数为2的有：Be,Mg,Zn,Cd,Hg；为3的有：Ga,Al,In；为4的有：Si,Ge,Sn,Pb;为5的有：As,Sb,Bi,P等。不遵守化合价规律，但符合电子浓度规律且负电性相近的两类元素。电子浓度:化合物中的价电子数与原子总数之比.如典型的合金中含62at%Zn与38at%Cu的g黄铜晶胞中有52个原子20个Cu原子32个Zn原子Cu价电子数为1Zn价电子数为2=20=6484电子浓度
7、=e/a=84/52=g黄铜结构常见的电子化合物类型有三种：11铜合金中常见的电子化合物主要为金属键键合12需要强调的是：电子化合物可以用化学式表示，但成分可变，它们在电子化合物的基础上可溶解其他组元。如CuZn合金中的β相，含Zn量可从36.8%到56.5%。3.间隙化合物由过渡族金属元素与C、N、H、B等原子半径较小的非金属元素形成的化合物。1）定义其中，尺寸较大的过渡族原子占据晶格的结点位置；尺寸较小的非金属原子占据晶格间隙位置2）分类：根据结构特点分间隙相复杂结构的间隙化合物(1).形成条件：当两元素的负电性相差较大，且非
8、金属原子半径（rB）与金属原子半径（rA）之比满足rB/rA<0.59时，形成具有简单晶格的间隙化合物，称为间隙相。A.间隙相13(2)间隙相特性简单结构如：BCC、FCC、HCP、简单立方等。极高的熔点和硬度，但很脆，是高合金钢和硬质合金中的
