工程材料_第2章 二元合金相图及其应用ppt课件.ppt

《工程材料_第2章 二元合金相图及其应用ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章二元合金相图及其应用2021/8/171工程材料与材料成型基础基本概念合金：由两种或两种以上金属，或金属与非金属组成，具有金属性质的物质。组元：组成合金的基本物质二元合金：由两种组元组成的合金相：结构相同，成分相近，与其它部分有界面分开的部分单相合金：固态下由一个固相组成的合金多相合金：固态下由两个以上固相组成的合金组织：相的聚合体（形态）（单相组织，多相组织）合金系：由给定的组元可以配制成一系列成分含量不同的合金，这些合金组成一个合金系统——合金系为研究合金系的合金成分、温度、结晶组织之间的变化规律、建立合金状态图来描述。2021/8/172工程材料与材料成型基

2、础合金相结构合金在固态下的相结构——固溶体和金属化合物（2类）固体合金中的基本相结构为固溶体和金属化合物，还可能出现由固溶体和金属化合物组成的混合物。１、固溶体：１）一种元素的原子溶入另一种元素中形成的合金相保持原晶体结构的元素——溶剂失去原晶体结构的元素——溶质溶解度有限固溶体：溶解度有一定限度——有限互溶无限固溶体：溶解度无一定限度——无限互溶2021/8/173工程材料与材料成型基础２）分类置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格的某些结点间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格的间隙中３）固溶体的力学性能溶质溶入固溶体，导致晶格畸变，引起强度和硬度升高——固溶强化2021/8/

3、174工程材料与材料成型基础２金属化合物１）特征：有金属性质晶体结构不同于任何组元成分固定或小有变化，有一定成分比例，可用分子式表示２）性能：硬，脆，熔点高当金属化合物以细小颗粒均布于固溶体上，可使合金的强度↑↑，硬度↑↑，耐磨性↑↑——弥散强化（第二相强化）2021/8/175工程材料与材料成型基础合金的结构与性能有异质原子溶入，导致晶格畸变→固溶强化可能出现多相组织——如果金属化合物有合理分布、大小、数量、形态→弥散强化调整合金性能的途径：改善固溶体溶解度改变化合物形状、数量、大小、分布合金的力学性能一般优于纯金属2021/8/176工程材料与材料成型基础§3-1相

4、图的建立§2021/8/177工程材料与材料成型基础二元合金相图相图：表示在平衡状态下，合金系的相与温度、成分之间关系的图形。（又称状态图，平衡图）相图的建立2021/8/178工程材料与材料成型基础§3-2匀晶相图液态无限互溶，固态无限互溶§2021/8/179工程材料与材料成型基础匀晶相图：上临界点：上相变点L1…下临界点：下相变点α1…两相区L+α单相区L单相区α液相线固相线结晶过程：t1:L1→α1t2:L2→α2t3:L3→α3固溶体合金结晶的特点：在一定温度范围内结晶；已结晶的固相成分不断沿固相线变化，剩余液相不断沿液相线变化。§§2021/8/1710工程

5、材料与材料成型基础铜-镍合金匀晶相图CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+纯铜熔点纯镍熔点液相线固相线液相区固相区液固两相区2021/8/1711工程材料与材料成型基础匀晶合金的结晶过程abcdT,CtLLL匀晶转变L冷却曲线CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+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结晶。2021/8/1712工程材料与材料成型基础杠杆定律CuN

6、iNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455LL+12acba1b1c1T1T2杠杆定律：在两相区内，对应每一确定的温度T1，两相质量的比值是确定的。即QL/Q=b1c1/a1b1杠杆定律推论：在两相区内，对应温度T1时两相在合金b中的相对质量各为QL/QH=b1c1/a1c1Q/QH=a1b1/a1c1=1-QL/QH2021/8/1713工程材料与材料成型基础例：求30%Ni合金在1280时相的相对量CuNiNi%T,C20406080100100011001200130014001500108

7、31455LL+ac30a1b1c11280C解：作成分线和温度线如图。6618根据杠杆定律推论，Q%=a1b1/a1c1=12/48=25%答：所求合金在1280时相的相对质量为25%。2021/8/1714工程材料与材料成型基础§3-3共晶相图液态无限互溶，固态有限互溶§2021/8/1715工程材料与材料成型基础共晶相图溶解度曲线最大溶解度点共晶线共晶点共晶合金亚共晶合金2021/8/1716工程材料与材料成型基础共晶转变分析PbSnT,CL+L+L+共晶反应线表示从c点到e点范围的合金，在该温度都要发生共