材料科学基础第七章14复杂二元相图的分析方法+根据相图推测合金的性能.ppt

(1)首先看相图中是否存在化合物，如有稳定化合物，则以这些稳定化合物为界(把化合物视为组元)，把相图分成几个基本相图进行分析。 (2)根据相区接触法则，认清各相区的组成相。 单相区和单相区只能有一个点接触，而不应有一条边界线。 相邻相区的相数相差为1(点接触除外)，单相区与两相区相邻，因而邻近的两个单相区被一个两相区隔开，两相区与三相相邻。 一个三相反应的水平线和三个两相区相遇，共有6条边界线。 如两个三相反应中有两个共同的相，则此两个共同的相组成两个三相水平线之间的两相区。 根据热力学，所有两相区的边界线不应延伸到单相区，而应伸向两相区。 (3)?找出所有的三相共存水平线，分析这些恒温转变的类型，写出转变式。 (4)?应用相图分析典型合金的组晶过程和组织变化规律。 单相区；相成分、质量与原合金相同。 双相区；在不同温度下两相成分沿相界线变化，各相的相对量可由杠杆法则求得。 三相共存(平衡)时，三个相的成分固定不变，可用杠杆法则求出恒温转变前、后相组成的相对量。 (5)?在应用相图分析实际情况时，切记相图只给出体系在平衡条件下存在的相和相对量，并不能表达出相的形状、大小和分布（这些只取决于相的本性及形成条件）；相图只表示平衡状态的情况，而实际生产条件下很难达到平衡状态，因此要特别重视它们的非平衡条件下可能出现的相和组织。 (6)? 相图的正确与否可用相律来判断。 在分析和认识了相图中的相、相区及相变线的特点之后，就可分析具体合金随温度改变而发生的相变及组织变化。 7.3.7. 根据相图推测合金的性能 合金的性能取决于合金的组织，而合金组织与相图有关，所以可根据相图预测合金平衡状态下的一些性能。 包括： 使用性能（力学性能、物理性能等） 工艺性能（合金的铸造 、压力加工 、切削加工 、热处理强化性能） 1.使用性能(力学、物理性能) 一般形成两相机械混合物的合金，其性能是各相性能的平均值，即性能与成分呈线性关系；形成固溶体合金时，其性能与成分呈曲线关系；形成稳定化合物时，其性能在曲线上出现奇点。 固溶体合金中溶质原子溶使使溶剂晶格发生变化(畸变)，使固溶体强度、硬度升高，而塑性降低，这一现象称为固溶强化。固溶强化是提高合金强度的方法之一，在工业生产上得到广泛应用。 相图与力学性能的关系 相图与使用性能的关系 2.判断合金的工艺性能 合金的工艺性能与相图也有一定的关系。 合金铸造性能：由于共晶合金熔点低，并且是恒温转变，溶液流动性好，凝固后容易形成集中缩孔，合金较为致密。因此铸造合金宜选择在接近共晶成分的合金。 合金压力加工性能：合金的压力加工性能与合金的组织有关。单相固溶体由于其强度低，塑性好，变形均匀，压力加工性能较好。所以需压力加工的合金通常选择单相固溶体或接近单相固溶体(含第二相应尽量少) 成分的合金。 合金切削加工性能：合金切削加工性能与合金的组织有关。塑性好的材料进行切削加工时，切削不易断开且缠绕在刀具上，增加零件表面粗糙度，不易进行高速切削，因此单相固溶体型合金切削加工性能不够好。而具有两相组织的合金的切削加工性一般比较好。 相图与工艺性能的关系 (4) 热处理工艺性能:可借助于相图判断合金能否通过热处理强化，并能为热处理提供数据。 相图中无固态相变的合金不能进行热处理强化，但能进行消除枝晶偏析的扩散退火。 具有多晶型转变的合金，可通过再结晶退火和正火处理使合金晶粒细化，以提高强度、硬度，称为细晶强化。 具有溶解度(固溶度)变化的合金，可通过固溶处理以及后来进行的时效处理来提高合金的硬度、强度。 具有共析转变的合金，原则上可进行淬火处理。 合金进行化学热处理时，渗入元素必须在被渗金属中具有一定的溶解度或者能形成化合物。 本章要求 1. 几种基本相图： 匀晶相图（Cu-Ni合金相图）、 共晶相图（Pb-Sn合金相图）、包晶相图（Pt-Ag合金相图）。 2. 相律，杠杆定律及其应用。 3. 二元合金相图中的几种平衡反应： 共晶反应、共析反应、包晶反应、包析反应 、偏晶反应、熔晶反应、合晶反应。 4. 二元合金相图中合金的结晶转变过程及转变组织。 5. 熟练掌握Fe-Fe3C相图。熟悉Fe-C合金中各相与组织的结构。会几种典型Fe-C合金的冷却过程分析 。熟练杠杆定律在Fe-C合金的应用。 * * 7.3.6.复杂二元相图的分析方法 复杂二元相图都是由前述的基本相图组合而成的，分析复杂二元相图的步骤和方法如下： 两相区相界延长线必然延长到另一个两相区 7.3.7. 根据相图推测合金的性能 共晶相图与硬度和强度的关系 固溶体合金与强度和硬度的关系 结晶温度对凝固的影响 * * *