2-合金相与相图.pptVIP

(1)固溶体(solid solution)：合金组元之间以不同比例相互混合后形成的固相，其晶体结构与组成合金的某一组元的相同，该组元称为溶剂，其他组元为溶质。 (2)金属化合物(中间相)(intermetallic compound)： 固溶体中溶质的含量超过固溶度极限后形成的固相，其晶体结构不同于任一组元的，一般可用分子式来大致表示其组成。大多数金属化合物的原子间结合键是金属键与离子键或共价键相混合的结合方式，因此具有一定的金属性质，所以称其为金属化合物。 * * * * 合金相与相图 1、合金中的相 2、合金的相结构 3、匀晶相图及固溶体的结晶 4、共晶相图及其合金的结晶 5、包晶相图及其合金的结晶 1、合金中的相 相(phase)： 合金 (alloy)： 晶体结构相同，成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。 由两种或两种以上的金属或金属和非金属，经熔炼或烧结等材料制备方法而合成的具有金属性质的物质。 多相合金 单相合金 合金的相结构 相的分类（根据晶体结构分两大类） 1.按溶质原子在晶格中所占位置： 置换固溶体：溶质原子置换了溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体 间隙固溶体：溶质原子填入溶剂晶格间隙中所形成的固溶体 （一）固溶体的分类 有限固溶体：溶质组元在固溶体中的浓度有一定的限度（溶解度或固溶度）的固溶体。 无限固溶体：溶质原子可以任意比例溶入溶剂晶格中形成的固溶体。（固溶度可达100%） 2.按溶解度分类 无限置换固溶体中两组元素原子置换示意图 （一）固溶体的分类 按固溶度 按原子排列的有序性 按溶质原子所占位置 置换固溶体 间隙换固溶体（有限固溶体) 无限固溶体 有限固溶体 固溶体 有序固溶体 按基体类型 二级固溶体（次级固溶体） 无序固溶体 一级固溶体（端际固溶体） （一）固溶体的分类 （五）固溶体的性质 点阵常数改变(晶格畸变） 置换固溶体：r质r剂，a增大；r质r剂，a减小。 间隙固溶体：a始终随溶质原子溶入而增大。 固溶强化 溶质原子溶入,使其硬度和强度升高，塑性降低的现象 纯金属 固溶体 金属化合物对比？ 物理化学性能改变 随溶质浓度的增加，电阻率升高，电阻温度系数下降 二、金属化合物（中间相） 金属化合物 正常价化合物—受电负性因素控制 电子化合物—受电子浓度控制 间隙化合物、间隙相—受原子尺寸控制 相的分类（根据晶体结构） 固溶体 金属化合物(中间相)： 固溶体中溶质的含量超过固溶度极限后形成的固相，其晶体结构不同于任一组元的，一般可用分子式来大致表示其组成。 小尺寸原子与过渡族金属之间形成 晶体结构取决于电子浓度 服从原子价规律 按形成此类相的 主导控制因素分 （三）间隙相与间隙化合物 组成：过渡族金属与原子半径很小的非金属元素（C、H、N、B等）组成。 特点：受组元的原子尺寸因素的控制： rX/rM0.59 间隙相（结构简单） rX/rM0.59 间隙化合物（结构复杂） 原子间结合键为金属键与共价键的混合形式 （三）间隙相与间隙化合物 间隙相 晶格类型简单。金属原子占据正常结点位置,非金属原子占间隙位置 化学式：M4X、M2X、MX、MX2。与晶格类型有一定的对应关系。表3-2（P68） 成分可在一定范围内波动（缺位固溶体） 不但可以溶解组元元素，还可溶解其他间隙相 具有极高的硬度、熔点和金属特性 间隙化合物 晶体结构复杂 化学式：M3C、M7C3、M23C6、M6C。 间隙化合物中金属元素M常被其它金属元素所代替形成化合物为基的固溶体（二次固溶体）（如：合金渗碳体）。 rX/rM0.59 H、N等非金属元素,与过渡族金属满足rX/rM0.59, 它的氢化物、氮化物都为间隙相； 硼原子半径较大, rX/rM0.59 ，硼化物均为间隙化合物； 碳原子半径处中间,某些碳化物为间隙相,某些为间隙化合物。 高熔点、高硬度。但比间隙相的要低一些 （三）间隙相与间隙化合物 Al-Mg-Si合金中的Mg2Si Pb基轴承合金中的电子化合物 铁碳合金中的Fe3C 电子化合物 正常价化合物 间隙化合物 间隙相 Fe3C的晶格 复杂间隙化合物 材料的性能 组织结构 相 种类 数量 尺寸 形状 分布 四面体模型 虽然纯金属在工业生产中获得了一定的应用，但由于其强度一般很低，不能满足零件的各种使用性能的要求，因此在工业中广泛使用的是合金 。 在实际工业中，广泛使用的不是前述的单组元材料，而是由二组元及以上组元组成的多元系材料。多组元的加人，使材料的凝固过程和凝固产物趋于复杂，这为材料性能的多变性及其选择提供了契机。在多元系中，二元系是最基本的，也是目前研究最充分的体系。二元系相图是研究二元体系在热力学平衡条件下，相与