第三章的凝固与相图案例.ppt

工程材料学;; 第一节 纯金属的结晶 ( Crystal of Simple Metal );一、 凝固与结晶;3 凝固状态的影响因素; 二、 结晶的现象与规律; 液态结构------------固态结构 原子间的平均距离大—————— 略小； 原子配位数8-11———————— 12（Hcp） 原子排列 短程有序，长程无序 ——— 长程有序，短程有序 原子集团 结构起伏 ——— — 原子集团基本固定不变;（二）结晶时的过冷现象;（三） 结晶的条件;（三）结晶的条件;（三）结晶的条件;2.金属结晶的结构条件;（四）晶核的长大 ;(四）.结晶的一般规律:;均匀形核与非均匀形核;结晶热力学 Thermodynamics of Crystallization ;均匀形核与非均匀形核;均匀形核与非均匀形核;均匀形核与非均匀形核核心临界半径的比较 ;临界半径与过冷度的关系;晶核的形成;金属的树枝晶;第二节 纯金属中晶体的生长及晶粒形状;单晶的凝固 ;4、晶粒大小的概念;1)过冷度 2）未熔杂质;(五）.细化晶粒的方法;第二节 合金的相结构;一 合金与相的概念;二、固溶体的相结构及性能;金属固溶体 （Solid solution of metals） ;金属固溶体 ;金属固溶体 ;金属固溶体 ;（三)固溶体的主要类型及形成条件;（四)固溶体的性能;三、金属间化合物（Intermetallic Compounds）;金属间化合物（Intermetallic compounds） ;;（二) 金属化合物的主要性能;第三节 合金的结晶与相图;相图Phase Diagrams ;相图建立用实验方法测绘，如Cu – Ni合金系：;二元相图 Binary Phase Diagram;杠杆定律 The Level Rule ;三、相图分析1.匀晶相图 固溶体材料冷却时组织转变;;二元合金的非平衡凝固 ;2 共晶相图;相图分析;㈡ 共晶相图1。相图简介： ●共晶线：一条水平线 MEN。LE? ? M+??N;2。共晶转变 恒温下，由一定成分的液相同时结晶出两种成分一定的固相的转变。 LE αM + βN ( αM + βN ）称为共晶体，总是写在括号内。 共晶体为两相细密交替分布的机械混合物，如下右图所示。;3。典型合金平衡结晶分析●合金Ⅰ 室温时为均匀的单相α。●合金Ⅱ  冷却至 CG 线上的3点时， α 相达到饱和，继续冷却，则从α 相中析出 βⅡ相。  从固溶体里析出的另一固相称为次生相或二次相。 合金Ⅱ的室温平衡组织是α + βⅡ 。;共晶组织 ; 缓慢冷却Pb-Sn合金的显微组织 (a)共晶成分 (b)40%Sn-60% (c)70%Sn-30%Pb (d)90%Sn-10%Pb ;●合金Ⅲ为亚共晶合金, 冷至 aE 线时结晶出固溶体 α (称为初晶或先共晶相），在183℃时剩余液相的成分到达 E 点 ，这些液相便发生共晶转变，变成共晶体。共晶转变完成后温度继续下降，初晶α的溶解度发生变化，其内析出二次相 βⅡ。 至室温，合金Ⅲ的平衡组织是（α + β）+ α + βⅡ 结晶过程及组织示意图如下右图所示。; 4。共晶相图小结 ●在共晶线上都有共晶转变发生。 ●要区分共晶体、先共晶相（初晶）、二次相的概念。 ●相组成物：组织中的组成相。上图中填写的就是相组成物。 组织组成物：组织中有一定形貌的组成部分。 ●可用杠杆定律计算相组成物、组织组成物的相对量。 思考：在上图中填写组织组成物，计算在共晶温度时共晶体内相组成物的相对量。 ;二元共晶相图;;3 共析相图;4 包晶相图;包晶组织 ;包晶反应过程 ; 5、形成稳定化合物的相图; 固态转变的相图;两单相区之间为此??相构成的两相区; 7 相图与合金物理、力学性能之间的关系;; 合金的流动性、缩孔性质 与相图之间的关系;本章的作业;欢迎进入第四章学习内容