机械工程材料 第三章 合金的结构与结晶.ppt

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1、第三章合金的结构与结晶?相图的概念及典型相图分析合金相的概念及其结构……必须具有金属特性合金冶炼、烧结、喷涂…合金化方法组成合金最基本的独立物质组元给定组元配制出的一系列合金合金系合金中具有相同成分、结构、聚集状态，并以界面相互隔开的均匀的组成部分合金相（相）金相显微组织金相磨面在显微镜下观察到的构造情况§1合金的结构有关合金的基本概念①总是以一种金属元素为溶剂，另一种或多种元素为溶质②保有溶剂的晶格结构③成分可在一定范围内变化，性能随成分的变化而变化④产生晶格畸变特征合金组元在固态能相互溶解所形成的一种均匀的相概念合金的相结构1、固溶体固溶体的分类：置换固溶体间隙固溶体影响固溶体类型、溶解度

2、的因素晶格类型原子尺寸电化学性（电负性）电子浓度（价电子数与原子数的比值）固溶体的形成对金属性能的影响因形成固溶体而使合金强度硬度升高、塑性韧性下降的现象固溶强化：关于固溶强化概念：合金组元之间通过化合作用所形成的一种相对稳定的相分类：金属化合物——具有金属性质，直接对合金性能产生影响非金属化合物——脆性大，一般为杂质特征：①可以用化学式（AmBn）表示，但不一定遵守化合价规律正常价化合物：Mg2SiMg2Pb电子价化合物：CuZnCu5Zn8CuZn3间隙化合物：WCVCFe3CCr23C6Fe3C2、化合物VC合金的相结构②一定程度上具有金属的性质③晶格结构完全不同于任一组元④熔点高、硬而

3、脆特征：①可以用化学式（AmBn）表示，但不一定遵守化合价规律对合金性能的影响：弥散分布片状分布网状分布σ、H有一定的δ(ψ)、akHσ、δ(ψ)、akσ、Hδ(ψ)、ak弥散强化2、化合物——成分、温度、压力——用图解的方法表示合金的状态（相）与成分、温度之间的关系——结晶或相变过程中，各相成分及相对重量不再改变时所达到的一种动态平衡§2合金的结晶过程平衡相图有关相图的基本概念相平衡相图（状态图）影响合金中组织形态的因素建立合金系测定冷却曲线，找出相变临界点将各相变点对应在成分—温度坐标图上，并连接具有相同意义的点相图的建立（热分析法）相图的建立过程——用图解的方法表示合金的状态（相）与成分

4、、温度之间的关系相图（状态图）相图的建立过程相图的建立（热分析法）建立合金系测量合金的冷却曲线连接临界点匀晶相图相图分析特点合金的结晶过程(绘制冷却曲线)实例：Cu-Ni,Fe-Cr,Ag-Au,Cr-Mo,W-Mo——L、α两相均能无限互溶ABLαL+α132T/℃液相线固相线k典型二元合金相图匀晶相图的结晶过程CuNi确定合金冷却过程中L、α的成分杠杆定律——确定L、α的相对重量ABLα13223444液相成分沿液相线变化固相成分沿固相线变化典型二元合金相图设：m=1晶内偏析典型二元合金相图ABLα13223444消除方法：扩散退火平衡结晶的匀晶合金组织Cu-30%Ni合金的非平衡结晶组织

5、共晶相图特点共晶反应共晶体——液相无限互溶、固相有限互溶；E点发生共晶反应BCDFEALαGPbSnβα+βL+αL+β温度wSn（%）α：以Pb为溶剂、Sn为溶质的固溶体β：以Sn为溶剂、Pb为溶质的固溶体典型二元合金相图恒温共晶体形貌层片状（Al-CuAl2，定向凝固）棒状或条状（Sb-MnSb，横截面）球状或短棒状（Cu-CuO）针状（Al-Si）螺旋状（Zn-Mg）Fe-C(石墨)的共晶组织共晶相图相图分析BCDFEALαGPbSnβα+βL+αL+β温度wSn（%）典型二元合金相图共析相图特点共析反应相图分析共析体——d点发生共析反应典型二元合金相图恒温包晶相图特点包晶反应相图分析—

6、—D点发生包晶反应典型二元合金相图Al-Zn73合金组织恒温典型二元合金相图形成稳定化合物二元合金的相图使用性能与相图的关系典型二元合金相图合金性能与相图的关系工艺性能与相图的关系典型二元合金相图合金性能与相图的关系本章思考题P40T1、2、3、4、7