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机械工程材料;了解相的定义、相结构； 熟悉相图的分析； 掌握铁碳合金相图（一）--铁碳合金相图中的基本相;教学内容;一、相与相结构;由两种或两种以上金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质 ;;合金的相结构;1.固溶体; 固溶体的分类; 通过溶入溶质原子形成固溶体，使金属材料强度、硬 度增加的现象 ;如何正确理解此图？; 合金组元间相互作用而形成的具有金属特性的一种新相 ;FeMnSiCrNiC形状记忆合金中的Cr23C6第二相;（BCC或FCC）; 由两相或两相以上组成的多相组织 ;二、相图及基本二元相图类型;二、相图及基本二元相图类型（一）相图;有些金属在固态下，其晶体结构会随温度变化而改变，这种现象称同素异构转变，转变产物称同素异构体。;相图---是用图解的方法表示不同温度、压力及成分下合金系中各种合金相的平衡关系，也称为平衡图或状态图。 平衡? 是指在一定条件下合金系中参与相变过程的各相的固态成分和相对重量不再变化所达到一种状态。此时合金系的状态稳定，不随时间而改变。合金在极其缓慢冷却的条件下的结晶过程，一般可以认为是平衡的结晶过程;二、相图及基本二元相图类型（一）相图;1、二元相图的建立 相图一般用热分析的方法建立（动画）;1. 配制不同成分的Cu-Ni合金 2.测出所配制各合金的冷却曲线 3.找出各冷却曲线中的相变点； 4.将各合金相变点分别标注在温度-成分坐标图中相应成分的位置上 ； 5.连接各相同意义的相变点。;相图的由来????????? ;铜镍二元合金相图????????? ;特点：两组元在液态和固态下均可以任意比例互相溶解;（4）匀晶相图的结晶过程;当液态金属自高温冷却到 t1温度时，开始结晶出成分为?1的固溶体，其Ni含量高于合金平均成分;? 与纯金属一样,? α 固溶体从液相中结晶出来的过程中, 也包括有生核与长大两个过程, 但固溶体更趋于呈树枝状长大 ? 固溶体结晶在一个温度区间内进行, 即为一个变温结晶过程 ? 在两相区内, 温度一定时, 两相的重量比是一定的, 用杆杆定律求得 ? 固溶体结晶时成分是变化的, 有枝晶偏析现象。枝晶偏析对材??的机械性能、抗腐蚀性能、工艺性能都不利。生产上用扩散退火消除 ;2、基本二元相图--- 二元匀晶相图 ?;2、基本二元相图--- 二元共晶相图;相图组成及分析 ?（1）点：a、b， Pb与Sn 的熔点 ?（2）液相线：adb 固相线：acdeb ?? ?一条L+ α+β的三相共存线(水平线cde ), d:共晶点 ? cf线为Sn在Pb中的溶解度线(或α相的固溶线)，c、f点的含义？ ? eg线为Pb在Sn中溶解度线(或β相的固溶线)， e、g点的含义？ ?（3）单相区 : L、 α? 、β? ??? Pb与Sn形成的液溶体L相? ??? Sn溶于Pb中的有限固溶体 α相 Pb溶于Sn中的有限固溶体β相 ?双相区:?L+ α?、 L+β、 α+β ?（4）结晶过程;合金Ⅱ共晶相图的结晶过程;2、基本二元相图--- 二元匀晶相图 ?;合金Ⅰ（匀晶）结晶过程;合金Ⅲ（亚共晶）的结晶过程;合金Ⅳ（过共晶）相图的结晶过程;铁碳相图-包晶反应;与二元共晶相图相似 二元共晶反应与共析反应有何异同？;基本的二元相图图形;三、铁碳合金相图中的基本相;1）铁素体（F 或α）：碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体 晶格结构：bcc 最大溶解度：0.0218%（727℃） 性能组织： Rm=180～230MPa ReL=100～170MPa HBS=50～80 A=30%～50% Z=70%～80% ak=160～200J/cm 2 ;2）奥氏体（A 或γ）：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体 晶格结构：Fcc 最大溶解度：2.11%（1148℃） 性能组织： Rm≈400MPa HBS=170～220 A=40%～50%;3）渗碳体（ Fe3C ）：铁和碳所形成的金属化合物 晶格结构：复杂斜方 含 碳 量：6.69% 性能组织： Rm≈30MPa HBW=800 A≈0 Z≈0，硬而脆;Fe3C是一个亚稳相，在一定 条件下可发生分解：Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反应对铸铁有重要意义。 由于碳在?-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在铁碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。 ;4）珠光体（P）：铁素体和渗碳体相间排列而成的层片状的机械混合物 平均含碳量：0.77% 性能组织： Rm=750MPa HBS=180