机械工程材料课件 学习情境三  合金的结构和相图.pptxVIP

学习情境三 合金的结构和相图

3.1合金中的相结构

3.2二元合金相图

3.3铁碳合金相图

2.1合金中的相结构

合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素和非金属元素组成的具有金

属特性的物质。

组元：构成合金的最基本的独立单元。可以是元素、也可以是化合物。

相：指金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的

均匀组成部分。

组织：实质上是指在显微镜下观察到的金属中各相或各晶粒的形态、数量、

大小和分布的组合。

合金中其结构与组成元素之一的晶体结构相

固溶体

同的固相称固溶体。习惯以、、表示。

金属化合物是合金组元间发生相互作用而

合金的

金属化合物

相结构生成的一种新固相，其晶格类型和性质完

全不同于原来的任一组元

机械混合物

由两相或两相以上组成的多相组织

分类：按溶质原子所处位置分为置换固溶体和间隙固溶体。

按溶解度大小可分为有限固溶体、无限固溶体。

特点：晶格类型与溶剂元素相同。

性能：与纯金属相比，固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低。但与

化合物相比，其硬度要低得多，而塑性和韧性则要高得多。

原因：产生固溶强化的原因是溶质原子使晶格发生畸变及对位错的钉

扎作用。

固溶强化：通过形成固溶体而使金属强度和硬度增加的现象。

分类：正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。

特点：晶体结构不同于任一组元。

性能：熔点高、硬而脆

当金属化合物呈细小的颗粒弥散分布在固溶体基体上

弥散强化：

时，能显著提高合金的强度、硬度和耐磨性的现象。

概念：由两相或两相以上组成的多相组织。

特点：各组成相仍保持它原有的晶格类型和性能。

性能：介于各组成相性能之间，并与各组成相的性能以及

相的数量、形状、大小和分布状况等密切相关。

2.2二元合金相图

合金的结晶与纯金属一样，也是通过形核及长大来完成的。

相图：表示在平衡条件下，合金的状态与温度和成分之间关系的图形，也

称为状态图或平衡图。

合金系：指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合

金。

组元：组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。多数情况下组元

是指组成合金的元素。但对于既不发生分解、又不发生任何反应的化合物也可看作组

元

一、相图基础知识

相图表示了在缓冷条件下不同成分合金的组织随温度变化的规律，是制订熔

炼、铸造、热加工及热处理工艺的重要依据。

不同成分的合金、在不同温度下，

由哪些相组成

相的成分

相的相对量如何，

在加热或冷却过程中可能发生的转变

相图是研究合金的工具，那是相当的重要！！！

一、相图基础知识

相图的建立

1.配制不同成分的Cu-Ni合金

2.测出所配制各合金的冷却曲线

3.找出各冷却曲线中的相变点；

4.将各合金相变点分别标注在温度-成分

坐标图中相应成分的位置上；

5.连接各相同意义的相变点。

二、二元匀晶相图

两组元在液态和固态下均无限互溶时所构成的相图。

A：纯铜的熔点1083℃

两点

B：纯镍的熔点1452℃

液相线：上临界点的连线

两线

固相线：下临界点的连线

两个单相区：L区和α区

三区

一个两相区L+α

二、二元匀晶相图

组成和成分的判定

二、二元匀晶相图

相对量的确定

二、二元匀晶相图

冷却过程分析

三、二元共晶相图

组成合金的两组元在液态时无限互溶，固态

时有限互溶，结晶时发生共晶转变的合金系

所形成的二元合金相图称为共晶相图