第五讲 5.1材料成形过程中的化学冶金和 与冶金缺陷 材料成型原理 .pptVIP

第五讲 材料成形过程中的化学冶金与冶金缺陷;◆液态成形的化学冶金特点 ;1. 化学冶金; 杂质污染 来源：1）熔炼过程 2）铸型 3）浇注过程 大气； 被加热炉气； 加工辅助材料、金属表面氧化膜的分解？？ （吸气、油污、有机物）。 主要气体种类： N2 H2 O2 H2O CO2 =分子状态气体不熔，分解后可熔。 高温为气体分解创造了条件。;气体的分解： 温度 25度 N2=2N-711.4KJ/mol H2=2H-433.9KJ/mol O2=2O-489.9KJ/mol H2O=H2+1/2O2-438.2KJ/mol H2O=OH+1/2H2-532.8KJ/mol CO2=CO+1/2O2-282.8KJ/mol 气体→原子态→活性↑→非氧化性变成氧化性 气体分解难易顺序 ？CO2 H2 F2 N2 O2 CO？？ 难 易 F2 ← CO2 ← H2 ←O2 ← N2 ←CO;○ 溶解过程－－－四个阶段氮溶解过程　;影响因素：①气体分压：[N] 各项分别为 溶解度、 溶解反应平衡常数、 气相中N2分压 此式：一般双原子气体在金属中溶解度的平方根定律 在一定温度与一定N2分压条件下在金属中达到平衡的浓度。;② 温度： 纯铁中 ③合金元素： 　　　　Fe 中加 C Si Ni → [N]↓ 　　　 Fe 中加 Ｖ　Ｎb Cr Ta → [N]↑ 　　　危害： 　　　脆化　，气孔，　时效脆化;实际曲线见图 A 、 T2300℃ SN↓ 因为金属大量蒸发而引起PN2的减少。 B 、相结构变化引起溶解度突变。 C 、如果有原子或离子态N存在，SN高于分子状态，不受平方根限制。;氢与氮在铁（1%Mn的Fe-Mn合金）中的溶解度(分压均是100kpa);来源：水分、有机物分解 Ｈ2高温比N2更易分解，能溶于所有金属。 作用规律： 与金属性质有关， ①物理溶解，不形成化合物 Al Fe Ni Cu Cr Mo Pt Co Mn 满足双原子气体溶解平方根定律 且随温度↑溶解度 ↑ 吸氢↑;②形成稳定氢化物： Ti Zr V Te Nb K Na Co 吸氢气的能力很强，远大于第一类。 规律： A， 低温固态吸收氢气 → 固溶体 =超过固溶度 →氢化物 （所以 吸收氢气超过溶解度） 　　　B，温度： 超过氢化物稳定的临界温度=分解扩散逸出。 影响因素： ① 氢分压： ;②温度： 纯铁中： ③合金元素： 稀土R Ti Zr Ni 等 提高[H] ↑ C Si Al B O 降低 [H] ↓ ④组织结构： fcc bcc 危害： ①气孔 ;②氢脆： 氢化物： 针状脆性相 ②晶格畸变 晶格畸变的产生原因？ 由于点阵错配而引起 。;来源： 空气，CO2 H2O等。 能溶于部分金属。 作用规律： A: 不溶解氧　Al、Mg 溶解氧 Fe 、Ni、Cu、Ti （生成的氧化物溶于相应的金属） 满足两个规律 ？？ 液相中的远大于固相中的。 ;B、形成氧化物： （主要形式） 质点浮于液相或溶于液相（A类中） 溶解过程取决于氧分压 （该金属氧化物分解压）氧化 物不存在，以[O]原子的形式溶入 同时溶入[O]与氧化物。;影响因素： ①氧分压： ②温度： ③合金元素： 与氧的结合能力由小到大： Ni Cu Mo Fe Cr Nb Mn V Si Ti Mg C Al