第二章二元合金的相结构与相图ppt课件.ppt

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1、第二章二元合金相图及结晶主要内容：合金、相图等相关概念，以及合金的类型；三种基本相图、及其平衡结晶过程分析，形成合金的显微组织及杠杆定律；合金的结晶过程1思考第二章二元合金的相结构与相图1.纯金属的强度不高，耐热、耐蚀性能较差，如何改善？2.合金的结晶过程是否与纯金属的结晶过程相同？3.相同成分不同含量的合金的结晶过程是否相同？怎样表示？2第二章二元合金的相结构与相图第二章二元合金的相结构与相图2.1合金中的相2.2二元合金相图的建立2.3匀晶相图2.4共晶相图2.5包晶相图2.6组元间形成稳定化合物的相图2.7由二元相图判断合金的性能3合金：由金属元素与其他元素（这些元素可以是金属元素，也可

2、以是非金属元素）组成的有金属特征的金属材料。思考金属与非金属组成的是不是一定就是合金？Fe+CFe(C)合金（钢）Fe3C(化合物）2.1合金中的项4组元：组成合金独立的最基本单元。组元可以是元素或是稳定化合物。Fe(C)合金Fe、C组元Fe、Fe3C组元2.1合金中的相5相：具有相同结构，相同成分和性能（也可以是连续变化的）并以界面相互分开的均匀组成部分，如液相、固相是两个不同的相。类比鸡蛋蛋白、蛋黄工业纯铁单相铁素体共析碳钢铁素体相、渗碳体相2.1合金中的相6组织：用肉眼或显微镜观察到的材料内部形貌图像的统称（宏观组织、微观组织）。组织是影响材料性能的重要因素。相是组织的基本组成部分相同的

3、相，但当组成相的数量、大小、形态和分布不同时，其组织也不同！不同的相构成不同的组织！2.1合金中的相7固溶体：溶质原子溶入金属熔剂中形成的合金相称为固溶体。“固体溶液”均一的、保持熔剂金属的晶体结构晶格常数发生一定变化1.晶体结构特点2.1合金中的相82.固溶体的分类按溶质原子所占据的位置置换固溶体：溶质原子一般为半径相差不大的原子间隙固溶体：溶质原子半径小的非金属原子（H、O、N、C、B）2.1合金中的相9按固态溶解度分：有限固溶体：间隙固溶体只能是有限固溶体无限固溶体：无限固溶体只能是置换固溶体形成无限固溶体的必备条件：置换固溶体组元点阵相同原子尺寸相差不大负电性相同按溶质原子在晶格中的分

4、布状态分：有序固溶体、无序固溶体2.1合金中的相103.固溶体的性能固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，塑性、韧性稍有下降，这种现象称为～～。金属材料重要的强化方式之一，固溶体具有良好的综合机械性能（强硬度、塑韧性的综合），一般作为合金的基体相。2.1合金中的相11正常晶格大原子置换引起的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2.1合金中的相12金属间化合物：两组元形成合金时，当超过固溶体的溶解极限时，形成的一种晶体结构不同于任一组元的新相，称为金属间化合物，也称中间相。晶体结构不同于任一组元金属性能不同于任一组元金属一般具有较高的熔点、硬度，较大的脆性1

5、.特点正常价化合物电子化合物间隙相和间隙化合物2.分类返回2.1合金中的相132.2二元合金相图的建立相图是表明合金系中各种合金相的平衡条件和相与相之间关系的一种简明示图，也称为平衡图或状态图。是合金体系中材料的状态与温度、成分间关系的简明图解。平衡是指在一定条件下合金系中参与相变过程的各相的成分和质量分数不再变化所达到一种状态。此时合金系的状态稳定，不随时间而改变。合金在极其缓慢冷却的条件下的结晶过程，一般可以认为是平衡的结晶过程。14成分温度表象点2.2二元合金相图的建立15时间温度温度成分热分析法建立Cu-Ni相图固相线液相线2.2二元合金相图的建立16由相图确定某成分合金在某温度时的相

6、由相图确定给定合金的相变温度由相图确定某成分合金在某温度时的两个平衡相的成分和相对质量－杠杆定律2.2二元合金相图的建立172.2二元合金相图的建立18设合金的质量为Q合金,其中Ni质量分数为b%,在T1温度时, L相中的Ni质量分数为a%, α相中的Ni质量分数为c%。2.2二元合金相图的建立192.2二元合金相图的建立合金中含Ni的总质量=L相中含Ni的质量+α相中含Ni的质量因为所以化简后得20质量分数2.2二元合金相图的建立返回212.3.1相图分析2.3.2合金的结晶过程2.3.3合金凝固时的成分过冷现象2.3匀晶相图22匀晶相图：两组元在液态和固态下均无限溶解的合金系，冷却过程中发

7、生匀晶转变，这类合金构成的相图称为匀晶相图。匀晶系：Cu-Ni、Au-Ag、Cr-Mo等合金L→232.3匀晶相图LSS+LNiCuABNi的熔点Cu的熔点固相线液相线24abcT,CtLLL冷却曲线匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在液、固相线划定的温区内进行结晶。2.3匀晶相图LSS+LNiCuAB251)工业生产中合金溶液浇注后的冷却速度较快，在每一温度下不能保持足够