第三章 合金的结构与结晶课件.ppt

第三章 合金的结构与结晶 相图的概念及典型相图分析 合金相的概念及其结构 … …必须具有金属特性 合金 冶炼、烧结、喷涂… 合金化方法 组成合金最基本的独立物质 组元 给定组元配制出的一系列合金 合金系 合金中具有相同成分、结构、聚集状态，并以界面相互隔开的均匀的组成部分 合金相（相） 金相显微组织 金相磨面在显微镜下观察到的构造情况 §1 合金的结构 一、基本概念 二、合金的相结构 1、固溶体 ——合金组元在固态能相互溶解所形成的一种均匀的相。 概念： 固溶体的分类： 置换固溶体 间隙固溶体 固溶强化： 固溶体的特征 固溶体的形成对金属性能的影响 ①总是以一种金属元素为溶剂，另一种或多种元素为溶质。 ②保有溶剂的晶格结构。 ③成分可在一定范围内变化，性能随成分的变化而变化。 ④产生晶格畸变。 概念： 合金组元之间通过化合作用所形成的一种相对稳定的相 分类： 金属化合物——具有金属性质，直接对合金性能产生影响 非金属化合物——脆性大，一般为杂质 特征： ① 可以用化学式（AmBn）表示， 但不一定遵守化合价规律 正常价化合物：Mg2Si Mg2Pb 电子价化合物：CuZn Cu5Zn8 CuZn3 间隙化合物：WC VC Fe3C Cr23C6 Fe3C 2、化合物 VC 合金的相结构 ② 一定程度上具有金属的性质 ③ 晶格结构完全不同于任一组元 ④ 熔点高、硬而脆 特征： ① 可以用化学式（AmBn）表示， 但不一定遵守化合价规律 对合金性能的影响： 弥散分布 片状分布 网状分布 σ、H 有一定的δ(ψ)、ak H σ、δ(ψ)、ak σ、H δ(ψ)、ak 弥散强化 2、化合物 ——成分、温度、压力 ——用图解的方法表示合金的状态（相） 与成分、温度之间的关系 ——结晶或相变过程中，各相成分及相对重量不再改 变时所达到的一种动态平衡 §2 合金的结晶过程 平衡相图 有关相图的基本概念 相平衡 相图（状态图） 影响合金中组织形态的因素 建立合金系 测定冷却曲线，找出相变临界点 将各相变点对应在成分—温度坐标图上，并连接具有相同意义的点 相图的建立（热分析法） 相图的建立过程 建立合金系 测量合金的冷却曲线 连接临界点 匀晶相图 相图分析 特点 合金的结晶过程(绘制冷却曲线) 实例：Cu-Ni, Fe-Cr, Ag-Au, Cr-Mo, W-Mo ——L、α两相均能无限互溶 A B L α L+α 1 3 2 T/℃ 液相线 固相线 k 典型二元合金相图 匀晶相图的结晶过程 Cu Ni 确定合金冷却过程中L、α的成分 杠杆定律——确定L、α的相对重量 A B L α 1 3 2 2 3 4 4 4 液相成分沿液相线变化 固相成分沿固相线变化 典型二元合金相图 设：m=1 晶内偏析 典型二元合金相图 A B L α 1 3 2 2 3 4 4 4 消除方法：扩散退火 平衡结晶的匀晶合金组织 Cu-30%Ni合金的非平衡结晶组织 共晶相图 特点 共晶反应 共晶体 ——液相无限互溶、固相有限互溶；E点发生共晶反应 B C D F E A L α G Pb Sn β α+β L+α L+β 温度 wSn（%） α ：以Pb为溶剂、Sn为溶质的固溶体 β：以Sn为溶剂、Pb为溶质的固溶体 典型二元合金相图 恒温 共晶体形貌 层片状 （Al-CuAl2，定向凝固） 棒状或条状 （Sb-MnSb，横截面） 球状或短棒状 （Cu-CuO） 针状 （Al-Si） 螺旋状 （Zn-Mg） Fe-C(石墨)的共晶组织 共析相图 特点 共析反应 共析体 —— d 点发生共析反应 典型二元合金相图 恒温 包晶相图 特点 包晶反应 相图分析 —— D点发生包晶反应 典型二元合金相图 Al-Zn73合金组织 恒温 典型二元合金相图 形成稳定化合物二元合金的相图 使用性能与相图的关系 典型二元合金相图 合金性能与相图的关系 工艺性能与相图的关系 典型二元合金相图 合金性能与相图的关系 本章思考题 P40 T1、2、3、4、7 * * * * * * * *