二元合金与相图.pptVIP

相图是在平衡态下测画出来的。因此也称合金的平衡状态图。 相图是表示在平衡状态下合金的化学成分、相、组织与温度的关系图。 包晶相图 只要熟练掌握上述基本图形的特点，同时掌握由基本反应构成复杂相图的规律，就能正确地读懂二元相图。 现将二元相图读图法简单归纳如下。 3.2.4二元合金相图读图法 (1)相区分析的规律 ①首先确定单相区 ②相图中除代表两组元的垂直线以外，若出现另一条垂直线，该线即代表形成一定成分的化合物。如果该化合物具有固定熔点，就是稳定化合物。分析相图时，可将其视为纯组元。以它把相图分为几个单独部分来分析。 ③当图中出现水平线时，一条水平线必然连着三个单相区，这三个单相区分别处于水平线的两端或中间。 (2)两相区的确定 ①两个单相区之间，必夹有一个两相区，根据杠杆定律，该两相区必定由相邻相区的两个相所组成。 ②两相区中如遇到固溶线倾斜的情况，会发生二次相的析出。 (3)三相水平线分析 在二元相图中，水平线是三相平衡线。 (4)相区接触法则 根据大量二元状态图分析，可得出如下规律：在二元合金状态图中，相邻相区的相数相差为一(点接触的情况除外)。这个规律在金属学中称为相区接触法则，可用它来检验二元图中相区标注是否正确。 (5)合金结晶过程的分析方法 机电工程学院 Engineering?Materials 二元合金与相图 本章重点: 了解固态合金的相结构与相图； 了解合金的性能与其组织、结构之间的关系。 合金(alloy)：通过熔炼、烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质。 组元(constituent)是组成合金独立的、最基本的单元，简称元。组元可以是金属、非金属或稳定化合物。 由两个组元组成的合金称为二元合金，由三个或三个以上的组元组成的。合金称为多元合金。例如在铁碳合金中，纯铁和碳都是组元；上述合金中铜与锌及铝、铜与镁等元素也都是合金的组元。 合金系：是指有相同的组元，而成分比例不同的一系列合金。 在人类生活及生产中纯金属的使用十分广泛。各种导电体、装饰品、工艺品、各种器皿等，其应用主要是利用了这些纯金属所具有的优良的导电性、导热性、化学稳定性及美丽的金属光泽等性能。 但是几乎各种纯金属的机械性能都比较差，不宜制作对机械性能要求较高的各种机械零件和工具。另外，纯金属的种类有限(约为79种)，且提炼困难，价格昂贵，因此单靠纯金属无法满足人们对金属材料的需求。 通过配制不同成分的合金，可以显著改善金属材料的结构、组织(structure)和性能。目前人们所配制的合金达数万种之多，合金的性能不仅在强度、硬度等机械性能方面比纯金属高许多，而且某些合金还具有特殊的电、磁、耐热、耐蚀等物理化学性能。 因此，合金材料的应用比纯金属要广泛得多。 目前在合金的生产中应用得最多的是熔炼法。将按照一定配比组合在一起的合金组元加热熔化成均匀一致的合金溶液。然后把合金溶液温度降低，使其结晶。 合金的结晶同样遵循生核与核长大的结晶基本规律，所不同的是，由于在合金中组元原子之间相互发生作用，使得合金结晶后生成的结晶产物是含有两种或多种元素的小晶体(晶粒)，小晶体相互之间有界面(晶界)分开。在固态合金中，这些由多种元素构成的小晶体的化学成分和晶体结构可以是完全均匀一致的，也可以是不一致的。 §2.1 固态合金相结构 合金是如何生产的？ 在金属或合金中，凡成分相同，结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，称之为相(phase)。 若合金是由成分和结构都相同的同一种晶粒构成，称合金含有一种相，为单相(图3?1)； 固态合金中的相，按其晶格结构的基本属性，可以分为固溶体和化合物两类。 若合金是由成分、结构互不相同的几种晶粒构成，称合金含有几种相，为多相(图3?2)。 在固态下，合金可以是单相的，也可以是多相的。 合金组元通过溶解形成的一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相，称为固溶体(solid solution)。 与固溶体晶格相同的组元即结构被保持的组元，称之为溶剂，一般在合金中含量较多； 溶入溶剂的元素即结构被破坏的其余组元称之为溶质，一般含量较少。 在合金系统中，人们习惯上常按照某种顺序(例如按固溶体的浓度，或按固溶体稳定存在的温度范围等)用希腊字母α、β、γ、ε、δ