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文档简介

三 合金的晶体结构 一 合金的基本概念由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质 称为合金 组成合金的最基本的 独立的物质叫做组元 组元通常是纯元素 但也可以是稳定的化合物 根据组成合金组元数目的多少 合金可以分为二元合金 三元合金和多元合金 合金中 具有同一化学成分且结构相同的均匀部分叫做相 合金中相与相之间有明显的界面 液态合金通常都为单相液体 固态下 由一个固相组成时称为单相合金 由两个以上固相组成时称为多相合金 合金的性能一般都是由组成合金的各相成分 结构 形态 性能和各相的组合情况 组织所决定的 二 合金的相结构由于组元间相互作用不同 固态合金的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类 1 固溶体合金在固态下 组元间能够互相溶解而形成的均匀相称为固溶体 间隙固溶体 置换固溶体 固溶体类型 不管溶质原子处于溶剂原子的间隙中或者代替了溶剂原子都会使固溶体的晶格发生畸变 使塑性变形抗力增大 结果使金属材料的强度 硬度增高 这种通过溶入溶质元素形成固溶体 使金属材料的强度 硬度升高的现象 称为固溶强化 固溶强化是提高金属材料力学性能的重要途径之一 实践表明 适当控制固溶体中的溶质含量 可以在显著提高金属材料的强度 硬度的同时 仍能保持良好的塑性和韧性 因此 对综合力学性能要求较高的结构材料 都是以固溶体为基体的合金 2 金属化合物金属化合物是合金组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相 其晶格类型与形成化合物各组元的晶格类型完全不同 一般可用化学分子式表示 钢中渗碳体 Fe3C 是由铁原子和碳原子所组成的金属化合物 它具有复杂的晶格形式 常见的金属化合物有三种类型 1 正常价化合物Mg2Si Mg2Pb2 电子化合物 相 相 相3 间隙化合物Fe3C 金属化合物的性能不同于任一组元 其熔点一般较高 硬而脆 当它呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时 将使合金的强度 硬度和耐磨性明显提高 这一现象称为弥散强化 金属化合物在合金中常作为强化相存在 它是许多合金钢 有色金属和硬质合金的重要组成相 绝大多数合金的组织都是固溶体与少量金属化合物组成的混合物 其性质取决于固溶体与金属化合物的数量 大小 形态和分布状况 1 1 3金属的结晶 1 结晶 指金属的原子由近程有序状态 液态 转变成长程有序状态 晶态 的过程 2 纯金属结晶的冷却曲线 金属液非常缓慢的冷却时 记录温度随时间而变化的曲线 如图1 6所示 出现水平线段的原因是结晶时放出大量的结晶潜热 补偿了金属向周围散失的热量 3 过冷 在实际结晶过程中 金属液只有冷却到理论结晶温度 熔点 以下的某个温度时才结晶的
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