合金的组织.doc

理 论 课 教 案编号：NGQD-0707-09 版本号：A/0 页 码：编制/时间： 审核/时间： 批准/时间：学科金属材料及热处理第四章 铁碳合金第一节 合金的组织教学类型授新课授课时数1授课班级级教学目的和要求1、 了解合金的概念及合金组织的基本类型。教学重点和难点1、 重点：合金组织的三种类型。教具准备复习提问合金组织有哪些类型？作业布置 P51 习题1 、3、4 教学方法主要教学内容和过程附记第四章 铁碳合金引言：纯金属（由一种金属元素组成的材料或物质）具有一定的优点，得到了一定的应用，但由于其种类和性能是有限的，强度、硬度一般都较低，远不能满足人们对金属材料提出的多品种和高性能的要求，而且价格较高，因此，工业上很少应用。在工业生产中广泛使用的是合金。合金：一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性的材料。（与组成合金的纯金属相比，合金具有更好的力学性能，还可以调整组成元素之间的比例，以获得一系列性能各异的合金，从而满足工业生产对不同性能的合金的要求。）组元（元）：组成合金的最基本的独立物质。（组元可以是金属元素、非金属元素、稳定化合物。）理 论 课 教 案 附 页编制/时间：教学方法主要教学内容和过程附记根据组元数目的多少，合金可分为二元合金、三元合金、多元合金。相：在合金中成分、结构及性能相同的组成部分。（相与相之间有明显界面）组织：数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成。 （组元相组织）4-1 合金的组织 一、固溶体固溶体：一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相。溶质、溶剂的概念 （教材P34页）举例：糖水（糖：溶质 水：溶剂）间隙固溶体：d质/d剂 0.59 （有限固溶体）置换固溶体：d质/d剂1 （无限固溶体） 否则为有限固溶体1、间隙固溶体定义：溶质原子分布于溶剂晶格间隙之中而形成的固溶体，称间隙固溶体。由于溶剂晶格的空隙尺寸很小，故能够形成间隙固溶体的溶质原子，通常都是一些原子半径小于1A的非金属元素。 由于溶剂晶格的空隙有限，所以间隙固溶体能溶解的溶质原子数量是有限的 。2、置换固溶体定义：溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。理 论 课 教 案 附 页编制/时间：教学方法主要教学内容和过程附记在置换固溶体中，溶质在溶剂中的溶解度主要取决于两者的原子半径、周期表中位置近，则溶解度大，甚至可形成无限固溶体。反之，则溶解度小。有限固溶体的溶解度与温度有密切关系，一般温度越高，溶解度越大。固溶体的性能特点是当溶质元素的含量极小时，固溶体的性能与溶剂金属基本相同。随着溶质含量的升高，固溶体的性能将发生明显的改变。溶质的溶入使溶剂晶格发生畸变，从而使合金对塑性变形的抗力增加。固溶强化：通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料强度、硬度升高，而塑性、韧性有所下降的现象。固溶强化是提高金属力学性能的重要途径之一。二、金属化合物在合金中，当溶质含量超过固溶体的溶解能力时，由于合金组元之间发生相互作用而形成一种具有金属特性的物质，称为金属化合物。金属化合物的晶格类型不同于任一组元的类型，是合金组元相互作用形成的新相。金属化合物的组成一般可用化学式来表示。一般具有复杂的晶格结构。其性能特点：熔点高、硬度高、脆性大。当合金中出现金属化合物时，当它合理存在时，对材料的强度、硬度、耐磨性、红硬性以及工艺性能可适当提高，但塑性和韧性会降低。金属化合物是许多合金的强化相。理 论 课 教 案 附 页编制/时间：教学方法主要教学内容和过程附记三、混合物混合物：两种或两种以上的相按一定质量分数组成的物质。（不是组成合金的基本相）混合物中的组成部分可以是纯金属