3二元合金的相结构与相图.ppt

1、佐原健二二元合金相和结晶，主要内容：合金、相等相关概念和合金类型；通过对三种基本相和平衡结晶过程的分析，形成合金的显微组织及杠杆定律。合金的结晶过程，思考，佐原健二二元合金相和结晶，1。纯金属强度不高，耐热性和耐腐蚀性低，如何改善？2 .合金的结晶过程与纯金属的结晶过程相同吗？3 .相同成分含量不同的合金结晶过程相同吗？如何表达？第二章二元合金相和结晶，2.1合金相2.2二元合金相，第二章二元合金相和结晶，2.1合金相，2.1.1基本概念2.1.2合金的相结构，第二章二元合金相和结晶，2.1.1，想想看，金属和非金属构成的一定是合金吗？Fe C，Fe(C)合金(钢)，Fe3C(化合物)称为炭体

2、，2.1.1基本概念，组件：构成合金独立的最基本单位。元素可以是元素或稳定化合物。Fe(C)合金、Fe、C成分、Fe、Fe3C成分、类比、鸡蛋、水、蛋白质、脂肪、胆固醇、2.1.1基本概念和由两个元素组成的合金称为二元合金由多个成分组成的合金称为多元合金。2.1.1基本概念，相：具有相同结构、相同组件和性能(也可以是连续变化)，是由界面分隔的均匀组件，如液体、固体。比喻、鸡蛋、蛋白质、蛋黄、工业纯铁、单相铁氧体、碳钢、铁素体相、针状、普通陶瓷、晶相、玻璃相、气相、2.1.1基本概念两个相组成的合金称为双相合金。由三相合金组成的合金称为三相合金。由多相组成的合金称为多相合金。2.1.1基本概念，

3、组织：肉眼或显微镜下观察到的材料内部形态图像统称(宏观组织，微观组织)。组织是影响材料性能的重要因素。组织的基本组成部分，相同的阶段，但构成阶段的数量、大小、形态、分布不同，其组织也就不同了！其他阶段构成其他组织！2.1.1基本概念，2.1.2合金的相结构，1，固溶体2，金属间化合物(中间相)，2.1.2合金的相结构，固溶体：溶质原子溶于金属溶剂而形成的合金称为固溶体，“固体溶液”，保持均匀，通量金属的晶体1.晶体结构特性，2.1.2合金的相结构，2 .固溶体的分类，根据溶质原子所占的位置替换固溶体：溶质原子通常是半径差异不大的原子间距雇佣，固体溶度分：有限固溶体：间隙固溶体可能是有限固溶体无

4、限固溶体。无限固溶体可以是替代固溶体，也可以是形成无限固溶体的必要条件。位移固溶体群元素晶格同原子的大小差异很小，负电荷很小。根据溶质原子在晶格中的分布状态分：有序固溶体，无序固溶体，2.是金属材料的重要强化方法之一，固溶体具有良好的综合机械性能(刚性、塑料韧性的综合)，一般用作合金的机体。，2.1.2合金的相结构，晶体结构与某些元素金属性能不同，一般是熔点，硬度，脆性，1。特性，正常值化合物电子化合物间隙和间隙化合物，2。分类，返回，2.1.2合金的相结构，金属间化合物，1.2.电子化合物，有色金属材料中更多。3.间隙和间隙化合物、钢和合金钢的重要强化相渗碳体是间隙化合物，而间隙WC、TiC

5、是制造熔点、硬度和高温稳定性高的硬质合金的重要原料。2.1.2合金的相结构，2.2二元合金相图是显示合金系各种合金上的平衡条件和相的关系的简明示意图，也称为平衡度或状态图。合金体系中材料的状态、温度、成分之间关系的简明示意图。平衡是指在特定条件下合金系统中参与相变过程的各个阶段的成分和质量分数不再变化的状态。这时合金系的状态稳定，不会随时间而变化。在极慢的冷却条件下，合金的结晶过程通常可以视为均衡的结晶过程。构建2.2.1相图使用2.2.2相图2.2.3的典型相图分析2.2.4性能和相图关系，2.2二元合金相图，组件，温度，表征热分析法是Cu-Ni相图，固体线，液体线，使用2.2.2相，合金中

6、含有Ni的总质量=L相Ni的质量相中含有Ni的质量。因此，简化后，使用质量分数，2.2.2的分辨率，返回，1正形图，L，L，L，L，固溶体的不平衡结晶，1)工业生产中注入合金溶液后冷却速度快，不能在各温度下保持足够的扩散时间。使凝固过程脱离平衡条件称为不平衡凝固(晶体)。2)不平衡凝固(结晶)结果组织称为不平衡组织。均匀结晶度，固溶体结晶时成分发生变化(固体线和液体线)。例如，冷却快，原子扩散不够进行，构成成分不均匀的固溶体。固溶体一般在一个晶种中先结晶的树枝上含有很多高熔点组分元素，然后结晶的树枝之间含有很多低熔点组分元素，因此一个晶种内化学成分的分布分布不均称为指晶偏析。枝晶分离合金对合金

7、的力学性能影响很大。合金的塑性韧性容易下降。容易引起结晶间腐蚀，降低合金的耐蚀性能。去除树突状偏析的方法使用扩散退火。，通过均匀结晶度、均匀结晶度、偏析示例、不平衡凝固分析，(1)固相、液相的平均成分分别不同于固体线、液相线，有一定的偏差(固相成分随平均成分线而变化)，其偏差与冷却速度有关。冷却速度越大，偏差越大。冷却速度越小，偏差越小，越接近平衡条件。(2)先结晶的部分包含很多高熔点组(Ni)，后结晶的部分包含很多低熔点组(Cu)。(3)在不平衡结晶条件下，凝固末端温度是低于平衡结晶的终止温度。返回，均匀结晶度，共融度，共融度：液态氮源无限溶解，固体相变源有限溶解的合金系，溶质超过固溶体溶解

8、极限时，冷却过程中会发生共融转换，这种合金构成的相图称为共融度。在一个液体中同时析出两个固体相的转换过程称为共晶转换。共晶转换：l，Pb，sn，sn%，t，c，l，固相线、d、LE M N、A、B、E、M、N、F、G、共晶转换在恒定温度下进行。转换结果是在一个液体中同时决定两个徐璐另一个固体相。有一定的共晶点。在这个点凝固温度最低。成分在共晶线范围内的合金都要经过共晶转换。共晶转换点注释，共晶相图，c，e，f，g，x1，t，c，t，l，必须经过第二次析出反应。室温组织成分是组织构成物组织中一定的相组分，是具有一定形态特征的组成部分。共晶上图，x2，t，c，t，l，()，l，l，l()共结晶，冷

9、却曲线，待定转换：L、pt、ag%、t、C、L、L、L、C、E、D、组织越精细，强度越高。固溶体的性能与溶质元素的溶解量有关。溶质的溶解度越大，晶格畸变越大，合金的强度和硬度越高，阻力越大。两相组织合金的力学性能和物理性能及成分呈线性关系变化。2.2.4性能与分辨率的关系，2 .合金的工艺性能与相的关系，铸造性能液体高相线距离越小，结晶温度范围越小(例如接近共晶成分的合金)，流动性越好，形成分散收缩球就越不容易。共晶金熔点低，恒温变化，熔体流动性好，凝固后容易形成集中收缩孔，合金致密。固溶体合金的流动性下降，液体固相线间距越大，结晶温度范围越大，树枝晶越粗，阻碍流动性，分散收缩球越多，合金不致密，偏角大，容易形成成分偏析。锻造，轧制性能单相固溶体合金，变形阻力小，变形均匀，不易破碎。2.2.4性能与分辨率的关系，The