第四章二元合金解读.ppt

工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 比重偏析的影响因素 1、合金组元的比重相差愈大，初晶与剩余液相的成分差别愈大，则初晶愈剩余液相的比重相差也愈大，因而合金的比重偏析愈严重。 2、结晶时冷却速度愈小，则初晶在液相中有更多的时间上浮或下沉，也将增加比重偏析的程度。 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 比重偏析的危害 比重偏析使铸件各部分的成分、组织和性能不同，影响铸件的使用。 比重偏析不能通过热处理来减轻或消除，为了减轻或消除比重偏析，应控制合金的成分，或在浇注时进行搅拌以及增加结晶时的冷却速度。 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 （3） 包晶相图 两组元在液态下互相无限溶解，在固态下相互有限溶解，并发生包晶转变的相图称为包晶相图。 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 Pt Ag Ag（%） L α L+α β α+β L+β 温度 时间 c d e f g α11 β Ⅰ Ⅱ ?? Ⅲ 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 相图分析 铂（Pt）—银（Ag）相图如图4—18所示，aeb 为液相线，acdb为固相线，cf及dg分别为Ag溶于Pt和Pt溶于Ag的溶解度曲线。 相图中有三个相，液相L、固相α及β，α为Ag溶于Pt的固溶体，β为Pt溶于Ag的固溶体。 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 相图中有三个单相区，L、α及β，三个两相区，L+α、L+β、α+β。还有一个三相区，L、α及β共存的水平线，即cde线。 在cde水平线所对应的温度下，成分相当于c点α的固溶体和成分相当于e点的液相作用，形成一个成分相当于d 点固溶体β ，即： 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 这种在一定的温度下由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程，称为包晶转变。 相图中的d点称为包晶点，d点所对应的温度称为包晶温度，cde线称为包晶线。 包晶转变 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 §4.3 合金性能与相图的关系 合金的机械性能与物理性质决定于合金的成分组织，合金的某些工艺性能如铸造性能还与合金的结晶特点有关，而相图是表明合金的结晶特点以及成分与合金组织之间关系的图解。因此，相图在合金成分与性能之间存在着一定的关系，了解它们之间的关系后，就可利用相图大致判断合金的性能，作为配制合金，选用材料和制定工艺的参考。 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 1、合金的使用性能与相图的关系 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 溶质元素增加→晶格畸变大→强度、硬度↑，（50%↑最大）。 复相组织区域内（如共晶转变范围内），合金的强度和硬度随成分的变化呈直线关系，大致是两相性能的算术平均值。HB=HBα * α% + HBβ * β%。 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 对组织较敏感的性能—强度，与组成相或组织组成物的形态有很大关系。组成相或组织组成物越细密，强度越高（共晶点处，共晶组织呈细小、均匀细密的复相组织，强度可达最高值。） 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 2、合金的工艺性能与相图的关系 工程材料及机械制造基础（Ⅰ） 工程材料 第四章 二元合金 铸造性能—液态合金的流动性以及产生缩孔，裂纹的倾向性等。液固相线距离愈小，结晶温度范围愈小→合金的流动性好→有利于浇注。 液固相线距离大→枝晶偏析倾向愈大，合金流动性也愈差，形成分散缩孔的倾向也愈大，使铸造性能恶化，所以铸造合金的成分常取共晶成分和接近共晶成分或选择结晶温度间隙最小的成分。 锻造、