合金地晶体结构与相图.ppt

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1、第一节合金的晶体结构第二节合金的结晶第三节二元合金相图第四节合金的性能与相图之间的关系第三章合金的晶体结构与相图(P28)第一节合金的晶体结构一﹑基本概念1﹑合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。组成合金的元素可以全部是金属，也可是金属与非金属。2﹑组元：组成合金的最基本的、独立的物质。可以是化学元素，或者是稳定的化合物,如Fe3C。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。一﹑基本概念3﹑合金系：有若干给定组元按不同比例配出一系列成分不同的合金，这一系列合金构成的一个合金

2、系统。如黄铜是铜与锌组成的二元合金系。组成合金的元素相互作用可形成不同的相。4﹑相：是指金属或合金中凡化学成分相同、晶体结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。液态物质为液相，固态物质为固相。第一节合金的晶体结构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。一﹑基本概念5.显微组织：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。（组织反映材料的相组成，相形态，大小和分布状况，因此组织是决定材料最终性

3、能的关键）单相合金两相合金二﹑合金的相结构合金的相结构：是指合金组织中相的晶体结构。（不同的相原子排列方式是不同的）根据组元相互作用不同，固态合金的相结构可分为三大类：1.固溶体2.金属化合物3.机械混合物第一节合金的晶体结构1.固溶体①固溶体：合金组元通过溶解（液态和固态都相互溶解）形成一种成分和性能均匀的﹑且结构与组元之一相同的固相。②溶剂：与固溶体晶格相同的组元，一般在合金中含量较多。③溶质：以原子状态分布在溶剂晶格中，一般含量较少。二﹑合金的相结构置换固溶体：溶剂晶格结点上的部分原子被溶质原子所取代的固溶体。间

4、隙固溶体：溶质原子进入溶剂晶格的间隙而形成的固溶体。1.固溶体固溶体的分类：（1）根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置不同，可将固溶体分为置换固溶体与间隙固溶体两种。置换固溶体间隙固溶体（2）按溶解度分：固溶体可分为有限固溶体和无限固溶体两种。溶解度：溶质原子溶于固溶体中的量，通常用质量百分数或原子百分数表示。若溶质可以任意比例溶入，即溶质溶解度可达100%，则固溶体为无限固溶体，如铁和铬﹑铜和镍等。间隙固溶体都是有限固溶体。（3）按分布的有序度分：固溶体分无序固溶体和有序固溶体两种。溶质原子有规则分布的为有序固溶体，无规

5、则分布的为无序固溶体。1.固溶体固溶体的性能：溶质原子溶入→晶格畸变→位错运动阻力上升→金属塑性变形困难→强度﹑硬度升高。固溶强化：通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属强度和硬度提高的现象。固溶强化是金属强化的一种重要形式，在溶质含量适当时，可显著提高材料的强度和硬度而塑性和韧性没有明显降低。1.固溶体对于钢铁材料来说，固溶强化的作用只是其强化途径的一种，有一定的局限性，对于有色金属材料来说，固溶强化是行之有效的强化手段。ZXY固溶体类型间隙原子间隙固溶体置换固溶体置换原子YXZ2.金属化合物金属化合物：是合金各组元原子

6、按一定整数比形成的具有金属性质的一种新相。结构特点：具有原子整数倍的关系，可用分子式表示：如Fe3C。溶剂A+溶质B=Cbccfcccph例如：3Fe+C=Fe3C体心六方复杂结构HB803800δ50%0%0%渗碳体（Fe3C）晶格结构示意图2.金属化合物Fe3C称渗碳体，是钢中重要组成相，具有复杂斜方晶格。2.金属化合物金属化合物主要类型：（1）正常价化合物（normalcompounds）—按化合价规律形成，如，Mg2Si。（2）电子价化合物（electroncompounds）—按电子浓度规律形成，如，Cu3A

7、l。（3）间隙化合物（interstitialcompounds）—过渡金属+小半径非金属元素。间隙相r非/r金0.59，如：WC、TiC、VC。复杂结构的间隙化合物r非/r金0.59如，Fe3C、Cr23C6间隙化合物熔点高、硬度高，脆性大。金属化合物主要性能：（1）具有一定程度的金属性质（2）具有较高的熔点（3）硬度较高（4）脆性高2.金属化合物3.机械混合物机械混合物：纯金属，固溶体，金属化合物均是组成合金的基本相，有两相或两相以上组成的多相组织。性能：1）﹑介于各组成相性能之间，各组成相晶格类型和性能不变。

8、2）﹑和单一固溶体合金相比，强度﹑硬度高，但塑性﹑可锻性低。第二节合金的结晶一﹑合金结晶的过程及形成物2﹑结晶过程：晶核的形成及长大3﹑结晶条件：过冷4﹑合金结晶的形成物：①单相固溶体；②单相金属化合物；两相混合物（共晶体）；③单相固溶体（或单相化合物）+两相混合物（共晶体）。1﹑合金结晶与纯金属结晶的区别：纯金属结晶：在恒温下进