第1章-材料基础知识培训PPT.pptVIP

铝合金材料基础知识培训;第一章 晶体与相图;一、原子;原子按规则地堆聚成晶体（晶粒）； 由互相接触的晶粒组合成金属块（晶粒如同石榴子，晶粒的接触面叫做晶界）； 晶粒的大小：通常20～300um，光学显微镜放大后可见，但也有大的肉眼可见（如粗晶环）； 晶粒的形状：大都为球粒状，也有柱状的、针状的、其它不规则形状； 一块30mm的金属（30×10-3m有100-1000个晶粒排成） 一粒30um的晶粒（30×10-6m有10×104个原子排成） 原子堆聚的方式：对于金属主要有三种（b.c.c\f.c.c\h.c.p）； 堆法不同或处的方位不同，性质不同，这因原子排列的紧密性不同； 方位不同，性质不同称作晶体的各向异性； 对于多晶体金属，各晶粒在其中随机取向，因而金属是各向同性；但由于加工变形、退火或铸造，可能造成各晶粒取向“趋”同，造成金属材料（板、线）的各向异性，这种现象称为织构； 晶格常数：正因为原子有大小，原子有弹性，键力有大小。所以堆成晶体的晶格（单位晶体/晶胞）有一定尺寸，叫晶格常数； ;晶体缺陷：10万个原子为一边的方阵阵列（晶粒）只能基本排齐，会有缺陷的，缺陷的种类主要分点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷； 点缺陷： 空位：这是影响原子扩散均匀化的重要通道。有人测得Cu的原子每mm3为5×1019个，其中空位每mm3为5×1015个（1000℃）时； 间隙原子：异类或同类原子； 置换原子：异类原子； 线缺陷： 位错：107根/mm2～1011根/mm2 层错： 面缺陷：晶界可认为是面缺陷； 体缺陷：空洞、夹杂物； 混乱不规则程度比较严重的情况为：气态时、液态时（短程不规则），严重变形（位错1011根/mm2）；;认识物质从宏观观到微观的几个层次： ;;; 第三种情况是第二相在基体相的晶界上分布，如果第二相非连续地分布于晶界，它对性能的影响并不大；一旦第二相连续分布于晶界并呈网状，将对材料性能产生明显的不良影响。当第二相很脆时，那么不管基体相的塑性有多好，材料将完全表现为脆性；如果第二相的熔点低于材料的热变形温度，则热变形时将由于晶界溶化，使晶粒失去联系，导致“热脆性”。 从上述组织特征的分析中可以归纳出：所谓组织就是指材料中两个相（或多个相）的体积分数为多少，各个相的尺寸、形状及分布特征如何。 总之：晶体内的缺陷和第二组元的进入破坏了堆聚的规则性（当然程度有大小），造成金属性质的改变；;;叫法：合金状态图，合金相图、合金平衡图。最标准的叫法为金属状态平衡图； 状态，又可称相。有气相、液相、固相、固溶体相、化合物相； 相，成分组成均匀，结构一致，性能相同，并有界面彼此分开的组成部分； 图，一种表达方式，替代繁琐的文字说明； 相图，表示状态和成分组成和温度的关系图；纵坐标为温度，横坐标为成分组成，坐标内有若干线条分出了若干区域就是相区； 平衡，不再随时间变化的过程。但不平衡是永久的，平衡是暂时的； 相平衡，相的浓度和数量不再发生变化了，意味着相图内的线条在平衡状态时和不平衡状态时是不一样的，线条位置会偏移。 二元状态相图的类型 ☆无限固溶状态图，如Cu-Ni相图，铝合金中无此类型；; ☆共晶型状态图，如Al-Si相图，Mg-Al相图的Al一侧；在共晶点处（共晶温度和共晶成分）发生共晶转变； L（液相）=α（Al）+Si 同时凝固成混合物，成共晶 L（液相）=α（Al）+Mg2Al3; ☆共析型状态图，如Fe-C相图中的共析反应，是固溶体在共析点上分解成二个东西（在固态下进行），铝合金无此情况；;☆用途： ①可估计某成分的合金在某温度下的相组成，其每一相的成分和每一相的比例；办法：杠杆定律； ②可估计合金的性能，因为固溶态相、化合物相、混合相对应的性能不同； 力学性能：强度和脆性； 工艺性能：铸造性能，变形性能，热处理性能，焊接性，切削性； ③估计工艺参数，如：铸造温度、均匀化处理温度、热加工起始和结束温度、固溶处理温度）；;三元相图 三元相图比二元相图更复杂一些，因为三个组元要二个坐标（平面上表示成分范围），还要一个温度坐标（竖坐标），所以常常以成分坐标上划温度等高线来表示，或等温切面来表示，道理是一样的；