哈工大的金属学与热处理课件4.ppt

合金相 ——指合金中结构相同，成分和性能均一，并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。(phase) 金属或合金均由相构成——单相合金、多相合金。 ——用α、β、γ、δ、η、θ等表示 有序固溶体特点： —— 溶质原子可形成自己的亚点阵 —— 一定条件下固溶体可在有序和无序间相互转化： 温度、成分 例：Fe-Al合金 室温下, 成分变化时： a. Fe－Al (25%atm)合金 ——无序相：α相 b. Fe－Al (25%~35%atm)合金 ——有序相：Fe3Al c. Fe－Al(35%～50％atm)合金 ——有序相：FeAl 成分固定，温度变化时： Fe3Al： 550℃：完全有序 550℃ ～ 950℃：部分有序 950℃：完全无序固溶体 4 相律（P73～74） 相律表示在平衡条件下，系统的自由度数、组元数和相数之间的关系。 数学表达式：f = c - p +2 结论： （1）匀晶转变式：L→α； （2）单相区相成分与合金原始成分一致， 即坐标点成分；两相区成分：液相成分在液相线上，固相成分在固相线上(与温度水平线的相交点)； （3）与纯金属不同，合金的结晶过程是在一定温度范围内进行的，不同温度下两平衡相的成分不相同，量也不同，两相的相对量可依据杠杆定律计算得出。 第三章 习题与思考题 1 解释下列名词： 合金 组元 相 组织 2 什么是固溶体？什么是金属间化合物？二者在结构、性能与应用上各有何不同？ 3 什么是固溶强化？该强化方式有何特点？Mn和C在钢中的强化效果哪个大？为什么？ 4 有形状相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含50％Ni，一个含10％Ni，铸件自然冷却后，哪一个铸件的偏析严重？ 5 为什么铸造合金常选用共晶成分的合金？ G1：仍为正温度梯度； ——平面晶 G2：小的成分过冷区； ——胞状晶 G3：相当于负温度梯度； ——树枝晶 Al-Cu合金三种晶粒组织 平面晶 胞状晶 树枝晶 ——平面晶所需过冷度较大，工业实际中通常达不到，故金属、固溶体合金铸件组织一般为树枝晶组织。 二 二元共晶相图 1 定义：两组元在液态无限互溶，在固态时相互有限互溶，发生共晶转变，形成共晶组织的二元系相图称为二元共晶相图。 Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Cu、Pb-Bi 等合金系相图都是二元共晶相图。 共晶转变式： L （液）→α（固）+ β（固） 2 相图分析 液相线: AEB ； 固相线: ACEDB 固溶体溶解度线： FC, GD 共晶线： CED 水平线； 共晶点：E 点 E A B C D F G 相 区： 单相区 ：L、α、β 两相区： L+α、L+β、α+β 三相区： L+α+β 共晶转变式： LE αM + βN 3 结晶过程分析 (1) 成分Ⅰ(共晶成分)结晶过程 E A B C D F G Ⅰ 冷却曲线 结晶过程示意图 E : 共晶点(包含共晶的成分与温度) 共晶转变式：LE → αC+ βD E A B C D F G Ⅰ L L LE αC + βD LE αF + βG 实际转变过程复杂： 注意： (1) 共晶转变产物(α+β) 多相邻间隔协同长大，称为共晶体或共晶组织； αC→αF+βG βD→βG+αF α β α β (2)共晶体中随后析出的二次相多依附于原共晶体生长，故往往观察不到。 E A B C D F G Ⅱ 亚共晶成分： C~E 亚共晶转变式： L → αc + (αC +βD) α+ L αC + LE αC+ (αC+βD) L 成分Ⅱ αF+βG+(αF+βG) 先共晶相 共晶体(组织) βⅡ (2) 成分Ⅱ(亚共晶成分)结晶过程 E A B C D F G Ⅲ L + β ( LE + βD ) (αC +βD) +βD L 成分Ⅲ (αF+ βG) +βG 过共晶成分： E~D 过共晶转变式： βD + (αC +βD) 先共晶相 共晶组织 (3) 成分Ⅲ(过共晶成分)结晶过程 E A B C D F G —— 成分Ⅳ为匀晶转变 (A-C; D-B) Ⅳ L → α ( L +α ) αF+βG L 成分