机械2010工程材料学习教案

1、会计学1机械机械2010工程工程(gngchng)材料材料第一页，共69页。 在金属或合金在金属或合金(hjn)中，凡是具有相同成分，相中，凡是具有相同成分，相同晶体结构并与其他部分有同晶体结构并与其他部分有界面分开的均匀组成部分，界面分开的均匀组成部分，称为相。称为相。相相第一节固态(gti)合金相的种类及特点n在固态在固态(gti)下，物质可以是单相的，也可以下，物质可以是单相的，也可以是多相的。是多相的。n纯金属在固态纯金属在固态(gti)时为一个相（固相），在时为一个相（固相），在熔点以上为另一个相（液相）。熔点以上为另一个相（液相）。n合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物。合金中有

2、两类基本相：固溶体和金属化合物。第1页/共68页第二页，共69页。 1.1 固溶体的分类： 按溶质原子在溶剂晶格中的所占的位置，可将固溶体分为两大类：置换(zhhun)固溶体和间隙固溶体。溶剂溶剂(rngj)能够保持其原有晶格能够保持其原有晶格类型并与固溶体晶格类型并与固溶体晶格相同相同(xin tn)的的组元称为溶剂。组元称为溶剂。溶质溶质失去原有晶格类型的组失去原有晶格类型的组元称为元称为溶质溶质，一般在合，一般在合金中含量较少。金中含量较少。+1、固溶体固溶体： 在固态下，溶质原子可以不同方式进入溶剂金属组元的晶格中在固态下，溶质原子可以不同方式进入溶剂金属组元的晶格中去，这样所形成的新

3、相，称之为固溶体。去，这样所形成的新相，称之为固溶体。固溶体固溶体一种固相一种固相第2页/共68页第三页，共69页。根据溶质原子根据溶质原子(yunz)在溶剂晶格中分布是在溶剂晶格中分布是否有规律可将固溶体分为：有序固溶体和无否有规律可将固溶体分为：有序固溶体和无序固溶体。序固溶体。 溶质原子溶质原子(yunz)有规则地占据溶剂有规则地占据溶剂结构中的固定位置，溶质与溶剂原子结构中的固定位置，溶质与溶剂原子(yunz)数之比为一定值时，所形成的固溶数之比为一定值时，所形成的固溶体称为有序固溶体。否则为无序固溶体。体称为有序固溶体。否则为无序固溶体。第3页/共68页第四页，共69页。第4页/共6

4、8页第五页，共69页。溶质溶质(rngzh)原子与溶剂原子与溶剂原子直径之比应小于原子直径之比应小于059方可。方可。溶质原子不是占据溶剂晶格的结溶质原子不是占据溶剂晶格的结点位置点位置(wi zhi)而是进入溶剂晶而是进入溶剂晶格的间隙时，所形成的固溶体。格的间隙时，所形成的固溶体。过渡族元素过渡族元素(溶剂溶剂)与尺寸较小的元素与尺寸较小的元素C 、N、H、B等易形成间隙固溶体。等易形成间隙固溶体。溶质原子在间隙固溶体中的溶解度一般很小溶质原子在间隙固溶体中的溶解度一般很小,所以间所以间隙固溶体都是隙固溶体都是有限固溶体有限固溶体。溶质原子将使间隙固溶体发生畸变溶质原子将使间隙固溶体发生畸

5、变，其浓度越大，畸变越大。，其浓度越大，畸变越大。溶质原子在间隙固溶体中的溶质原子在间隙固溶体中的分布是随机的，分布是随机的，间隙固溶体间隙固溶体都是都是无序固镕体无序固镕体。-19第5页/共68页第六页，共69页。第6页/共68页第七页，共69页。r第7页/共68页第八页，共69页。 晶体结构：晶体结构： 溶质与溶剂晶体结构相同的元素之间具有较大的溶解度，可形成无限固溶体或有限固溶体。晶体结构不同溶质与溶剂晶体结构相同的元素之间具有较大的溶解度，可形成无限固溶体或有限固溶体。晶体结构不同(b tn)的元素之间的溶解度较小，形成有限固溶体。的元素之间的溶解度较小，形成有限固溶体。（例如，具有（

6、例如，具有fcc晶格的晶格的Mn、Cu、Ni等在等在fcc的的-Fe中的溶解度较大，而在具有中的溶解度较大，而在具有bcc的的-Fe中的溶解度较小。）中的溶解度较小。）影响影响(yngxing)固溶体溶解度的因素：固溶体溶解度的因素：第8页/共68页第九页，共69页。 原子大小因素：当溶质与溶剂的原子直径差别（原子大小因素：当溶质与溶剂的原子直径差别（d=d溶剂溶剂-d溶质）溶质） 小时，易形成置置换固溶体，而且差别越小，小时，易形成置置换固溶体，而且差别越小，C越大，当差别小到一定程度时，越大，当差别小到一定程度时，C。当。当d14%-15%时，可形成无限固溶体。例如，以铁为基的固溶体此差别

7、时，可形成无限固溶体。例如，以铁为基的固溶体此差别8%时，时，C。反之，当差别大时，易形成间隙固溶体。间隙原子造成的晶格畸变比置换原子造成的晶格畸变大得多，所以其溶解度一般反之，当差别大时，易形成间隙固溶体。间隙原子造成的晶格畸变比置换原子造成的晶格畸变大得多，所以其溶解度一般(ybn)不会很大。不会很大。 第9页/共68页第十页，共69页。它是强化它是强化(qinghu)金属材金属材料的重要途径之一料的重要途径之一。固溶体的强度硬度逐渐升高，而塑性、韧性有所下降固溶体的强度硬度逐渐升高，而塑性、韧性有所下降，所以，其综合性能较好，常作为结构合金，所以，其综合性能较好，常作为结构合金(hjn)

8、的的基体相基体相 通过向溶剂中溶入溶质元素形成固溶体，而通过向溶剂中溶入溶质元素形成固溶体，而使固溶体合金强度、硬度升高的现象使固溶体合金强度、硬度升高的现象称为称为固溶强化固溶强化。固溶强化固溶强化：固溶体与纯金属相比电阻率矫顽力逐渐升高，导固溶体与纯金属相比电阻率矫顽力逐渐升高，导电率下降等。电率下降等。第10页/共68页第十一页，共69页。？ 由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属滑移变形变得更加困难，变形抗力增大，从而提高合金的强度由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属滑移变形变得更加困难，变形抗力增大，从

9、而提高合金的强度(qingd)和硬度。和硬度。单元单元2-25第11页/共68页第十二页，共69页。n金属金属(jnsh)化合物一般具有复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆化合物一般具有复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆。n合金中出现金属合金中出现金属(jnsh)化合物时，常能提高合金的强度、硬度化合物时，常能提高合金的强度、硬度和耐和耐 磨性，但会降低塑性和韧性。磨性，但会降低塑性和韧性。第12页/共68页第十三页，共69页。2.1、分类、分类(fn li)：正常价化合物：符合一般化合物的原子价规律，有严格的化合比，成分固定不变，并可用化学式来表示。例如：正常价化合物：符合一般化合物的原子价规律，有严

10、格的化合比，成分固定不变，并可用化学式来表示。例如：Mg2Si、MnS等，正常价化合物具有较高的硬度和脆性。等，正常价化合物具有较高的硬度和脆性。第13页/共68页第十四页，共69页。-28第14页/共68页第十五页，共69页。电子电子(dinz)化合物：化合物： 不遵守原子价规律但符合电子不遵守原子价规律但符合电子(dinz)浓度浓度（组元贡献的价电子（组元贡献的价电子(dinz)数与合金相原子数数与合金相原子数目之比值）规律的化合物。目之比值）规律的化合物。n电子浓度电子浓度(即电子数原于数即电子数原于数)为为32的电子化合物，皆具有体心立方的电子化合物，皆具有体心立方(lfng)晶格称之

11、为晶格称之为相。如相。如CuZn、 Cu5Sn、 FeAl、 NiAl等。等。n电子浓度为电子浓度为2113的电子化合物皆具有复杂立方晶格，称为的电子化合物皆具有复杂立方晶格，称为相如相如Cu5Zn8、Cu31Sn8等。等。n电子浓度为电子浓度为74的电子化合物，皆具有密排六方晶格，称作的电子化合物，皆具有密排六方晶格，称作相。相。如如CuZn3 、Cu8Sn等等电子化合物主要以金属键结合，有明显的金属特性电子化合物主要以金属键结合，有明显的金属特性它的熔点、硬度它的熔点、硬度很高，但塑性较低很高，但塑性较低，在许多有色金属中为重要的强化相。，在许多有色金属中为重要的强化相。第15页/共68页

12、第十六页，共69页。(interstitial compounds)是由过渡族金属是由过渡族金属(Fe、Cr、Mn 、 Mo、W、V等等)同原子直同原子直径较小的非金属元素径较小的非金属元素(C、N、H、B等等)形成的化合物。形成的化合物。在不同于组成元素的新晶格中，尺寸较大的过渡族元素占据在不同于组成元素的新晶格中，尺寸较大的过渡族元素占据晶格的正常位置，尺寸较小的非金属原子则有规则的嵌入晶格的正常位置，尺寸较小的非金属原子则有规则的嵌入(qin r)晶格的间隙中。晶格的间隙中。间隙间隙(jin x)化合化合物种类物种类间隙相间隙相具有复杂结构的间隙化合物具有复杂结构的间隙化合物-30第16

13、页/共68页第十七页，共69页。 间隙相：间隙相： 当当r非非/r金属金属0.59时，形成的间隙化合物具有比较简单的晶格结构时，形成的间隙化合物具有比较简单的晶格结构(jigu)，称为间隙相。例如：，称为间隙相。例如：VC具有具有fcc结构结构(jigu)。 间隙相具有十分突出的金属特性，有金属光泽和良好的导电性，熔点和硬度极高，间隙化合物的合理存在，可有效地提高钢的强度、热强性、红硬性及耐磨性。是高速钢和硬质合金中的重要组成相，也是合金工具钢和高温金属陶瓷中的重要组成相。间隙相具有十分突出的金属特性，有金属光泽和良好的导电性，熔点和硬度极高，间隙化合物的合理存在，可有效地提高钢的强度、热强性

14、、红硬性及耐磨性。是高速钢和硬质合金中的重要组成相，也是合金工具钢和高温金属陶瓷中的重要组成相。如如TiC、WC 、 TiN、VC、NbC 、Mo2N、Fe4N等等 第17页/共68页第十八页，共69页。 间隙间隙(jin x)化合物：化合物： 当当r非非/r金属金属0.59时，所形成的化合物具有较复杂的晶体结构，称为间隙时，所形成的化合物具有较复杂的晶体结构，称为间隙(jin x)化合物。例如：化合物。例如： Fe3C，具有正交晶格。，具有正交晶格。 间隙间隙(jin x)化合物也具有很高的熔点和硬度，但与间隙化合物也具有很高的熔点和硬度，但与间隙(jin x)相相比，它们的熔点和硬度要低一

15、些，而且在加热时，容易分解。相相比，它们的熔点和硬度要低一些，而且在加热时，容易分解。第18页/共68页第十九页，共69页。VC晶体结构晶体结构Fe3C晶体结构晶体结构第19页/共68页第二十页，共69页。第20页/共68页第二十一页，共69页。几个名词：几个名词：1.合金系：由两个或两个以上组元按不同的比例配制成的一系列不同成分的合金，称为合金系，例如，合金系：由两个或两个以上组元按不同的比例配制成的一系列不同成分的合金，称为合金系，例如，Pb-Sn系、系、Fe-Fe3C系；系；2. 相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明(jinmng)

16、图解，称为相图。相图上表示的组织都是在极其缓慢冷却的条件下所获得的，都是接近平衡状态的组织，又叫做平衡图。图解，称为相图。相图上表示的组织都是在极其缓慢冷却的条件下所获得的，都是接近平衡状态的组织，又叫做平衡图。3. 组织：在金相显微镜下观察到的具有某种形貌或形态特征的组成部分。组织：在金相显微镜下观察到的具有某种形貌或形态特征的组成部分。第21页/共68页第二十二页，共69页。一、二元合金相图的建立：比较常见的是利用热分析法建立；一、二元合金相图的建立：比较常见的是利用热分析法建立；CuNi相图的建立过程：相图的建立过程：配置配置(pizh)合金合金测定冷却曲线测定冷却曲线标定临界点标定临界

17、点绘制合金相图绘制合金相图第22页/共68页第二十三页，共69页。第23页/共68页第二十四页，共69页。1.1点：点：A：Cu的熔点；的熔点；B：Ni的熔点；的熔点；1.2线：线：AB线（上面）：线（上面）：液相线；液相线； AB线（下面线（下面(xi mian)）：固相线）：固相线；1.3面：面：液相区；液相区； 固相区；固相区；液固两相共存区；液固两相共存区；第24页/共68页第二十五页，共69页。CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 纯铜纯铜熔点熔点(rngdin)纯镍纯镍熔点熔点(rngdin)液相线液相线

18、固相线固相线液相区液相区固相区固相区液固两相区液固两相区AB第25页/共68页第二十六页，共69页。匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在匀晶合金与纯金属不同，它没有一个恒定的熔点，而是在液、固相线划定的温区内进行液、固相线划定的温区内进行(jnxng)(jnxng)结晶。结晶。l1bcdT,CtL L L匀晶转变 L 冷却曲线CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 12 23 34 4 4 3 2 1l2l3l4液态合金冷至液态合金冷至t1t1温度，开始从液态合金中析出温度，开始从液态合金中析出相，此时结

19、晶出的相，此时结晶出的成分为成分为11，液相的成分为，液相的成分为L1L1（即为合金的成分）；（即为合金的成分）；随着温度的降低，随着温度的降低，L L ，到达，到达t2t2温度，液相的成分沿着温度，液相的成分沿着(yn zhe)(yn zhe)液相线变为液相线变为L2L2，固相沿着，固相沿着(yn zhe)(yn zhe)固相线变为固相线变为22；同时，液相的数量逐渐的降低，；同时，液相的数量逐渐的降低， 相的数量逐渐的增加；相的数量逐渐的增加；温度冷至温度冷至t3时，液相成分沿着液相线变化为时，液相成分沿着液相线变化为l3 ，固溶体成分沿着固相线变，固溶体成分沿着固相线变化为化为3，并与，

20、并与l3相平衡。温度冷至相平衡。温度冷至t4时，液相全部结晶为时，液相全部结晶为相，相， 成分沿成分沿固相线变为固相线变为4（即合金的成分即合金的成分）。）。温度继续下降，就为固溶体温度继续下降，就为固溶体的简单冷却。的简单冷却。第26页/共68页第二十七页，共69页。第27页/共68页第二十八页，共69页。第28页/共68页第二十九页，共69页。第29页/共68页第三十页，共69页。CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 12ABxacbT1T21. 1. 在两相区内，对应每在两相区内，对应每一确定的温度一确定的温度

21、(wnd)(wnd)，两相的成分是确定的。，两相的成分是确定的。2. 2. 随着温度的降低，两随着温度的降低，两相的成分相的成分(chng fn)(chng fn)分别沿液相线和固相线变分别沿液相线和固相线变化。化。杠杆定律杠杆定律：在两相区内，在两相区内，对应每一确定的温度对应每一确定的温度T1T1，两两相质量的比值是确定的。即相质量的比值是确定的。即Q QL L/Q/Q = = cb/ac杠杆定律推论：杠杆定律推论：在两在两相区内，对应温度相区内，对应温度T T1 1时时两相在合金两相在合金b b中的相对质中的相对质量各为量各为QL=(x2-x)/(x2-x1)Q =(x-x1)/(x2-

22、x1)=1- =1- Q QL Lx1x1x2第30页/共68页第三十一页，共69页。CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ ac30a1b1c11280 C解：作成分(chng fn)线和温度线如图。6618根据杠杆定律(dngl)推论， Q / QH = a1b1 /a1c1 =12/48=1/4答：所求合金在1280 时相的相对质量为1/4。第31页/共68页第三十二页，共69页。n危害：严重影响机械危害：严重影响机械性能，特别是使塑性性能，特别是使塑性、韧性下降，抗蚀能、韧性下降，抗蚀能力下降；力下降；n消除方

23、法：采用扩散消除方法：采用扩散退火（均匀化退火）退火（均匀化退火）：即将铸件加热到低：即将铸件加热到低于固相线于固相线100200的的温度进行长时间的保温度进行长时间的保温，使偏析元素充分温，使偏析元素充分(chngfn)的扩散，的扩散，从而使合金的成分均从而使合金的成分均匀化。匀化。第32页/共68页第三十三页，共69页。第33页/共68页第三十四页，共69页。1、相图分析：如图所示：、相图分析：如图所示：1.1 点：点：a点：点：Pb的熔点；的熔点；b点：点：Sn的熔点；的熔点；c点：共晶点；点：共晶点；1.2 线：线：acb：液相线；：液相线；adceb线：固相线；线：固相线；df线：线

24、：固溶体的溶解度曲固溶体的溶解度曲线（线（ 固溶体是以固溶体是以Pb为溶剂，以为溶剂，以Sn为溶质的有限为溶质的有限(yuxin)固溶体）；固溶体）；eg线：线： 固溶体的溶解度曲线（固溶体的溶解度曲线（ 固溶体是以固溶体是以Sn为溶剂，以为溶剂，以Pb为溶质为溶质的有限的有限(yuxin)固溶体）；固溶体）；1.3面：单相区：液相区、面：单相区：液相区、 固溶体区、固溶体区、 固溶体区；固溶体区； 两相区：两相区：L+ 、L+ 、 + ； ced线是线是L+ + 三相共存区，三相共存区，dce线也叫共晶线；线也叫共晶线；第34页/共68页第三十五页，共69页。edtccL 第35页/共68页

25、第三十六页，共69页。几个概念：几个概念：dce线叫做共晶线；线叫做共晶线；c点叫做共晶点；点叫做共晶点；c点所对应的温度叫做共晶温度点所对应的温度叫做共晶温度tc；成分为成分为c点的合金叫做共晶合金；成分在点的合金叫做共晶合金；成分在dc之间的合金叫做亚共晶合金；成分之间的合金叫做亚共晶合金；成分ce在之间的合金叫做过共晶合金。在之间的合金叫做过共晶合金。所生成所生成(shn chn)的产物的产物d+ e叫做共晶产物。叫做共晶产物。第36页/共68页第三十七页，共69页。PbSnSn%T, C铅-锡合金共晶(n jn)相图液相线液相线L固相线固相线 + L + L + 固溶线固溶线 固溶线固

26、溶线第37页/共68页第三十八页，共69页。PbSnT, CL + L + L + 共晶反应线共晶反应线表示从表示从d点到点到e点点范围的合金范围的合金(hjn)，在该温度上都要，在该温度上都要发生不同程度上的发生不同程度上的共晶反应。共晶反应。ce共晶点共晶点表示表示c点成分的合点成分的合金金(hjn)冷却到此冷却到此温度上发生完全的温度上发生完全的共晶转变。共晶转变。dLd c + e第38页/共68页第三十九页，共69页。%4 .45195 .979 .615 .97deceQQ=1-W =1-45.4% =54.6%第39页/共68页第四十页，共69页。温度冷到温度冷到c（1点）点以点

27、）点以下时，下时，相和相和相均冷却相均冷却，其中，其中(qzhng)， 相相的溶解度沿着的溶解度沿着df线变化线变化， 相的溶解度沿着相的溶解度沿着eg线变化，各自分别生出线变化，各自分别生出次生相，次生相，、，可，可忽略。忽略。所以，所以，共晶合金的室温组织为共晶合金的室温组织为+ ；如图所示。如图所示。第40页/共68页第四十一页，共69页。T, CtL( + )L( + )LL(+ ) 共晶体共晶体(jngt)冷却冷却(lngqu)曲线曲线( + )PbSnT, CL + L + L + 183dec12第41页/共68页第四十二页，共69页。如图所示，如图所示，和和相呈层片状交替相呈层

28、片状交替分布，其中分布，其中(qzhng)白色组白色组织为织为相，黑色组相，黑色组织为织为相。相。第42页/共68页第四十三页，共69页。n1点以上是液相的简单冷却(lngqu)；n12点是L；n2点：发生共晶反应：n Lc d+ e；此反应一直进行到液相用完为止，所以此时的组织：n （初晶）+ （d+ e）n2点以下是次生相的析出，同理，n d+ e的次生相可以忽略，但初晶的次生相 不能忽略。n所以，亚共晶合金的室温组织为：n 先+（d+ e）+ 2.2亚共晶合金亚共晶合金(hjn)的结晶过程：如图所的结晶过程：如图所示，合金示，合金(hjn)为为WSn=50%的亚共晶合的亚共晶合金金(hj

29、n)，它的冷却结晶过程如图所示：，它的冷却结晶过程如图所示：第43页/共68页第四十四页，共69页。X1T, CtLL+ ( + )+ + 12( + )+ PbSnT, CL + L + L + 183decL+( + )+ 第44页/共68页第四十五页，共69页。图中黑色的树枝图中黑色的树枝状晶为初晶状晶为初晶，其中的白色组织其中的白色组织为为 ，黑白相，黑白相间分布间分布(fnb)的的是共晶组织（是共晶组织（+）。）。第45页/共68页第四十六页，共69页。cefgX1T, CtL L LL+ 冷却冷却(lngqu)曲线曲线 + 1234PbSnT, CL + L + L + 183ce

30、d2.3边际固溶体合金边际固溶体合金含含Sn量小于量小于d点（点（19%）的合金的结晶）的合金的结晶(jijng)过程：过程：如图所示：合金如图所示：合金为为WSn=10%，它的结晶，它的结晶(jijng)过过程如图程如图3-9所示所示第46页/共68页第四十七页，共69页。n1以上是以上是L的冷却；的冷却；n12点点L；n23点点相的冷却；相的冷却；n34点点；n所以所以(suy)，室温组织为：，室温组织为： +。n计算它们的相对含量：计算它们的相对含量：%90100101004fggQQ =1-Q =1-90%=10%第47页/共68页第四十八页，共69页。第48页/共68页第四十九页，共

31、69页。1、相图分析：、相图分析：PtAg二元包晶相图；二元包晶相图；1.1点：点：a点：点：Pt的熔点；的熔点；b点：点：Ag的熔点；的熔点；d点包晶点；点包晶点；1.2线：线：aeb线：液相线；线：液相线；acdb线：固相线；线：固相线；cf线：线：Ag在在Pt中的溶解中的溶解度曲线度曲线(qxin)；dg线：线：Pt在在Ag中的溶解度曲线中的溶解度曲线(qxin)；1.3面：三个单相区：面：三个单相区：L、； 三个两相区：三个两相区：L+ 、L+ 、 +； cde线是线是L、的三相共存线。的三相共存线。1.4包晶反应包晶反应:在一定的温度下，由一定成分的固相在一定的温度下，由一定成分的固

32、相和一定成分的液相作用，形成另一个和一定成分的液相作用，形成另一个(y )一定成一定成分的固相的过程分的固相的过程.其中，其中，d点为包晶点；点为包晶点；d点所对应的温度点所对应的温度td叫做包晶温度；叫做包晶温度；cde线叫做包晶线。线叫做包晶线。包晶反应的表达式为：包晶反应的表达式为： Le+cd（td）第49页/共68页第五十页，共69页。%83.425 .103 .664 .423 .66cedeW%17.575 .103 .665 .104 .42cecdWL第50页/共68页第五十一页，共69页。包晶转变包晶转变(zhunbin)(zhunbin)： Le + Le + c c d

33、 dPtAgAg%T, C铂-银合金(hjn)包晶相图L + L + L + cdefgT, CtLL + L + + b ba a第51页/共68页第五十二页，共69页。%1002ceeW至此将发生包晶反应：至此将发生包晶反应： Le+cd，反应结束后，反应结束后，除形成新相，除形成新相外，外，相有剩余相有剩余(shngy)。在在td以下温度，随着固溶体溶解度变化，从以下温度，随着固溶体溶解度变化，从固溶固溶体和体和固溶体中将不断析出二次相固溶体中将不断析出二次相和和。合金的室温组织为合金的室温组织为 + + + ；%1002cecWL第52页/共68页第五十三页，共69页。反应反应(fny

34、ng)结束后，除形成结束后，除形成相外，相外，L相有剩余。相有剩余。当温度从当温度从2点降低时，剩余的液相将继续结晶出点降低时，剩余的液相将继续结晶出固溶体，此时固溶体，此时相成分相成分沿着沿着db线变化，当温度达到线变化，当温度达到3点后，液相全部结晶为与合金成分相同的点后，液相全部结晶为与合金成分相同的固溶体。固溶体。34点之间，合金为单相固溶体合金，不发生变化。点之间，合金为单相固溶体合金，不发生变化。在在4点以下，将从点以下，将从固溶体中析出二次相固溶体中析出二次相。 合金合金的室温组织为的室温组织为+ ；用杠杆定律用杠杆定律(dngl)可算出，在包晶可算出，在包晶转变时系统中液相的数

35、量比包晶转变转变时系统中液相的数量比包晶转变时所需的量多，即时所需的量多，即cecdcecWL2以合金以合金为例，分析其结晶过程：为例，分析其结晶过程：温度在温度在1点以上点以上(yshng)为液相的简单冷为液相的简单冷却；却；12点为点为L ；冷至冷至2点，液相的成分变到点，液相的成分变到e点，点， 的成分的成分沿沿ac线变到线变到c点，温度冷至包晶温度，所点，温度冷至包晶温度，所以可以发生包晶反应：以可以发生包晶反应： Le+cd，第53页/共68页第五十四页，共69页。共析转变：共析转变：在一定温度下，由成分一定的固相同在一定温度下，由成分一定的固相同(xin tn)时析出两种时析出两种

36、成分一定且不相同成分一定且不相同(xin tn)的新固相的转变。的新固相的转变。dce线为共析线，线为共析线，c点点为共析点，为共析点，共析反应共析反应(fnyng)：cd+e；d+e叫做共析组织；叫做共析组织；共析线所对应的温度共析线所对应的温度叫做共析温度。叫做共析温度。第54页/共68页第五十五页，共69页。共析转变共析转变(zhunbin)(zhunbin)： ( ( + + ) ) 共析体共析体ABT, C + + + cedL + L第55页/共68页第五十六页，共69页。（五）二元合金相图小结：（五）二元合金相图小结：两个单相区只能交于一点。根据相区接触法则，即在二元合金相图中相

37、邻相区的相数相差一个两个单相区只能交于一点。根据相区接触法则，即在二元合金相图中相邻相区的相数相差一个(y )（点接触除外），得出：两个单相区之间必定有由这两个相所组成的两相区，两个两相区之间必定以单相区或三相共存水平线隔开。三相共存线和与之接触的三个单相区是点接触（点接触除外），得出：两个单相区之间必定有由这两个相所组成的两相区，两个两相区之间必定以单相区或三相共存水平线隔开。三相共存线和与之接触的三个单相区是点接触,第56页/共68页第五十七页，共69页。1.3分析转变类型：分析转变类型：找出三相共存线和与之点接触的三个单相找出三相共存线和与之点接触的三个单相(dn xin)区区,根据它们

38、的位置配置来确定转变类型：如表所根据它们的位置配置来确定转变类型：如表所示；示；第57页/共68页第五十八页，共69页。第58页/共68页第五十九页，共69页。如图，固溶体的性能与溶质元素的溶入量有关，溶质浓度如图，固溶体的性能与溶质元素的溶入量有关，溶质浓度 强强度、硬度度、硬度塑性有所降低（固溶强化）。电阻率增大，电阻温度系塑性有所降低（固溶强化）。电阻率增大，电阻温度系数减小。合金固溶体随温度下降，会有二次相析出数减小。合金固溶体随温度下降，会有二次相析出(xch)。 弥散强化：二次相以细小粒子，均匀、弥散地在固溶体晶粒中弥散强化：二次相以细小粒子，均匀、弥散地在固溶体晶粒中析出析出(xch)时，会使合金的强度硬度增加，塑性、韧性稍有下降时，会使合金的强度硬度增加，