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第三章 二元合金的相结构与结晶 概念 合金: 两种或者两种以上的金属、或金属与非金属， 经过熔炼或烧结、或用其他方法组合而成的具有金属特性的物质。 组元： 组成合金最基本的、独立的物质。一般说，组元就是组成合金的元素，也可以是稳定的化合物。 二元合金：由两个组元组成的合金。 合金系：由给定的组元以不同的比例配置成一系列成分不同的合金，这一系列合金就构成一个合金系。 3.4 匀晶相图及固溶体的结晶 一.相图分析 匀晶相图: 两组元在液相和固相都无限互溶的二元合金所形成的相图. 3.5 共晶相图及合金的结晶 概念: 共晶相图： 共晶转变：由一个液相同时结晶出两个固相的过程。 一. 相图分析 二.典型合金的平衡结晶极其组织 合金I 共晶合金(合金II) 亚共晶合金(合金III) 三. 非平衡结晶极其组织 (一)伪共晶 在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的亚(过)共晶合金,也能得到全部共晶组织,这种非共晶成分的合金所得到的共晶组织,叫伪共晶. 伪共晶区的形状决定于共晶相中两个单相单独生长时的长大速度和过冷度的关系. 如果两个相的长大速度和过冷度的关系相差悬殊,其中一个相的长大速度随过冷度的增加下降很快,次相的生长会被抑制,使伪共晶区歪斜地偏向该相边.结果共晶成分合金结晶出亚(过)共晶组织. 离异共晶 在先共晶相数量较多而共晶组织较少情况下,有时共晶组织中与先共晶相相同的那一相,会依附于先共晶相上生长,剩下的另一相则单独存在于相界处,从而使共晶组织的特征消失,这种两相分离的共晶叫… 四.比重偏析和区域偏析 包晶相图及其合金的结晶 包晶相图 包晶反应（转变） 一. 相图分析 3.7 二元相图的分析和使用 一.相图分析步骤 (1).看是否存在稳定化合物,将相图分解. (2).确定单相区、两相区和三相区。 (3).确定三相平衡转变性质. (4).综合分析结晶过程和组织. (二).合金II 结晶过程:L----L+?----------?+ ? ---- ?+ ?+ ? II+?II 包晶反应 2点:WL =100% x PH/PC W ? =100% x HC/PC (二).合金III 结晶过程:L----L+?----------?+L ---- ?------ ?+?II 包晶反应 2点:WL =100% x 2D/DC W ? =100% x 2C/DC 三.不平衡结晶及组织 包晶偏析: 包晶转变的不平衡组织可用长时间扩散退火消除. 四.包晶转变的实际应用 在轴承合金中 细化晶粒作用 * 相：合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。 分类: 固溶体：合金的组元间以不同的比例相互混合，混合后形成的晶体结构与某一组元的晶体结构相同，这种相就是固溶体，这种组元叫溶剂，其他的组元叫溶质。 金属化合物：在合金系中，组元间发生相互作用，形成一种具有金属性质的新相。它具有独立的晶体结构和性质，与各个组元的晶体结构和性质都不同。 影响相结构的因素: 负电性,原子尺寸,电子浓度. 3.1 合金中的相 3.2 合金的相结构 一。固溶体 分类： 位置：置换，间隙。 固溶度：有限固溶， 无限固溶。 相对分布：无序，有序。 结构 晶格畸变 偏聚 有序 二。金属化合物（中间相） 分类： 正价化合物， 电子化合物， 间隙相和间隙化合物。 三。间隙相与间隙固溶体区别 间隙相是一种化合物，它具有与其他组元完全不同的晶体结构；而间隙固溶体仍保持着溶剂组元的晶格类型。 3.3 二元合金相图的建立 一. 二元相图的表示方法 二. 二元相图的测定方法 三. 相律和杠杆定律 (一)杠杆定律:WL/Wa=rb/ar (二)相律及其应用相律: f=c-p+2 C:系统的组元数; P:平衡条件下系统的相数; f: 自由度数;常数2代表: 温度和压力. 当压力为常数时: f=c-p+1 C:系统的组元数; P:平衡条件下系统的相数; f: 自由度数. 相律的作用 确定系统中可能存在的最多平衡相数. 单元系: C=1, 当f =0时, P=1-0+1=2, 说明同时共存的相最多两个. 二元系: C=2, 当f =0时, P=2-0+1=3, 说明同时共存的相最多三个. 解释纯金属与二元合金结晶时的一些差别 单元系: C=1, p=2 时, f =0, 说明纯金属结晶时只能在恒温下. 二元系: C=2, P =2时, f =1, 说明二元合金在一个温度范围内进行; 当三相共存(P =3)时, f =0, 说明结晶只能在各个因素完全不变的条件下进行. 二. 固溶体合金