金属学 与热处理PPT.ppt

第六节 包晶相图及其合金的结晶 二、典型合金的平衡结晶过程及其组织 （一）含银量WAg=42.4%的Pt-Ag合金（合金Ⅰ） 室温下平衡组织：β+αⅡ 第六节 包晶相图及其合金的结晶 WAg=42.4%的Pt-Ag合金温度降低到1186℃时，合金中α相的成分点达到c点，液相的成分达到d点，它们的相对含量由杠杆定律可求出为： 在温度1186℃点，液相L和固相α发生包晶转变： 转变结束后，液相L和固相α消失，全部转变为β固溶体。 第六节 包晶相图及其合金的结晶 （二）含银量WAg=10.5%~42.4%的Pt-Ag合金（合金Ⅱ） 室温下平衡组织：α+βⅡ+β+αⅡ 第二节 合金的相结构 根据晶体结构特点，合金中的相结构分为固溶体和金属化合物两大类。 一、固溶体 固溶体：一种组元溶入另一种组元的晶格中所形成的均匀固相。 （一）固溶体的分类 1.按溶质原子在晶格中的的位置分为:置换固溶体和间隙固溶体。 2.按溶解度(固溶度)分为:有限固溶体和无限固溶体。 第二节 合金的相结构 3.按溶质原子分布的规律性分为:无序固溶体和有序固体。 第二节 合金的相结构 （二）影响固溶体溶解度的因素 1.晶体结构 2.原子尺寸 3.电负性 4.电子浓度 （三）固溶体的结构特征 1.保持溶剂的晶格类型； 2.溶质原子周围的溶剂晶格畸变。 （四）固溶体的性能特征 1.固溶强化：在固溶体中，随溶质浓度的增加，固溶体的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 2.在固溶体中，随溶质浓度的增加，固溶体电阻率升高，而电阻温度系数下降。 第二节 合金的相结构 二、金属化合物 金属化合物：组元间以一定的金属结合而成的具有一定金属性质的化合物。 如钢中的:Fe3C 黄铜中的CuZn 铝合金中的CuAl2 （一）金属化合物的分类 1.正常价化合物如铝合金中Mg2Si 2.电子化合物如铝合金中CuZn、Cu5Zn8、CuZn3 3.间隙相如VC 4.间隙化合物如钢中的:Fe3C 第二节 合金的相结构 第二节 合金的相结构 （二）金属化合物的晶体结构特征和性能特征 晶体结构特征：一般不同于其任一组元的晶格。 性能特征：具有高的熔点、硬度和脆性。 如ZrC的熔点高达3805°C，硬度高达HV2840，45钢的硬度约HV400。 三、合金的相组成类型 1.单相固溶体合金，如单相黄铜H90、H70； 2.两相或多相固溶体合金，如保险丝用铅-锡合金； 3.固溶体+一个或多个金属化合物相，如碳钢，合金钢，铝合金等。 第三节 二元合金相图的建立 相图：表示在平衡条件下合金系中合金的状态（组成相）与温度、成分间关系的图解。又称状态图或平衡图。 一、二元相图的表示方法 二、二元合金相图的测定方法 热分析法、金相法、膨胀法等。 以热分析法测定CuNi合金相图书资料为例： 1.配制一系列不同成分的CuNi合金； 2.测定所配合金的冷却曲线； 3.在冷却曲线上找出合金的上临界点(开始结晶温度)点和下临界点(终了结晶温度点)； 4.将上述临界点标在温度-成分坐标中并用光滑曲线连接即得到CuNi合金相图。 第三节 二元合金相图的建立 第三节 二元合金相图的建立 三、相律及杠杆定律 （一）相律及其应用 相律：表示在平衡条件下，系统的自由度数、组元数和相数之间的关系，其表达式为： f=C-P+2 f：为平衡系统的自由度数，即平衡系统的独立可变因素（如温度、压力、成分）的数目； C：为平衡系统的组元数； P：为平衡系统的相数。 对于金属及合金系统，一般在一个大气压（即压力不变）下生产和研究，故其相律的表达式为： f=C-P+1 第三节 二元合金相图的建立 相律应用 1.利用相律确定系统中可能共存的最多平衡相数； 2.利用相律解释纯金属与二元合金结晶时的一些区别。 （二）杠杆定律 1.当某一温度二元合金由两平衡相构成时，两平衡相成分点为该温度线与两条平衡曲线的交点； 2.当某一温度二元合金由两平衡相构成时，两相的相对量符合杠杆定律。 杠杆定律的证明： WL+Wα=1 WLCL+WαCα=1·C 由上两式可得： 第三节 二元合金相图的建立 第四节 匀晶相图及固溶体的结晶 匀晶相图:两组元在液态和固态都能无限互溶的二元合金系所形成的相图。例：Cu-Ni、Ag-Au、Fe-Ni、Cr-Mo等。 匀晶转变：从液相中结晶出单相固溶体的过程。其表达式为： L→α（固溶体） 一、相图分析 点： 线： 区： 第四节 匀晶相图及固溶体的结晶 二、固溶体合金的平衡结晶过程 第四节 匀晶相图及固溶体的结晶 固溶体合金的结晶与纯金属结晶的区别： 1.异分结晶 即：固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相的成分不同，这种结