工程材料学之合金的相结构与二元合金相图培训课件(ppt 99页).pptVIP

工 程 材 料 学;第三章 合金的相结构与二元合金相图;学习要求和难点;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;Cu-Ni无限固溶体;形成无限固溶体的原子置换示意图;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;§3.1 固态合金中的相结构;3. 间隙化合物 —由过渡族元素与C、N、B、H等小原子半径的非金属元素组成。;a. 间隙相：r非/r金?0.59, 具有简单晶格结构的间隙化合物。如 M4X (Fe4N)、 M2X (Fe2N、 W2C)、 MX (TiC、VC、TiN)等。 间隙相具有金属特征和极高的硬度及熔点，非常稳定。 部分碳化物和所有氮化物属于间隙相。;§3.1 固态合金中的相结构;具有一定程度的金属性质； 具有较高的熔点； 硬度较高； 脆性高。;§3.2 二元合金相图的建立;§3.2 二元合金相图的建立;§3.2 二元合金相图的建立;§3.2 二元合金相图的建立;1 配制不同成分的二元合金； 2 作出每个合金的冷却曲线； 3 建立T-x坐标系，把每个合金冷却曲线上的临界点分别标在各个合金的成分垂线上。 4 将各个成分垂线上具有相同意义的点连接成线，再加上标注。;§3.2 二元合金相图的建立;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;3.3.1. 相图分析;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;这种从液相中结晶出单一固相的转变称为匀晶转变或匀晶反应。;成分变化是通过原子扩散完成的。当合金冷却到t3时，最后一滴L3成分的液体也转变为固溶体，此时固溶体的成分又;All Liquid;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程;② 确定两平衡相的相对重量 设合金的重量为1，液相重量为QL，固相重量为Q?。;§3.3 匀晶相图及平衡结晶过程; 上式与力学中的杠杆定律完全相似，因此称之为杠杆定律。即合金在某温度下两平衡相的重量比等于该温度下与各自相区距离较远的成分线段之比。 杠杆的支点是合金的成分，杠杆的端点是所求的两平衡相（或两组织组成物）的成分。 例（如图）：;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;3.4.1 相图分析 ① 相：相图中有L、?、?三种相, ?是溶质Sn在 Pb中的固溶体， ?是溶质Pb在Sn中的固溶体。 ② 相区：相图中有三个单相区： L、?、?；三个两相区： L+?、L+?、?+ ?；一个三相区：即水平线CED。;③ 液固相线：液相线AEB，固相线ACEDB。A、B分别为Pb、Sn的熔点。;⑤ 共晶线：水平线CED叫做共晶线。 共晶线对应的温度下（183 ℃），E点成分的合金同时结晶出C点成分的 ? 固溶体和D点成分的 ? 固溶体，形成这两个相的机械混合物： LE ? (?C + ?D); 共晶反应的产物，即两相的机械混合物称共晶体或共晶组织。发生共晶反应的温度称共晶温度。代表共晶温度和共晶成分的点称共晶点。;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;析出过程中两相相间形核、互相促进、共同长大，因而共晶组织较细，呈片、棒、点(球)等形状。;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;§3.4 二元共晶相图;在2点，具有E点成分的剩余液体发生共晶反应： L ?(? + ?) ，转变为共晶组织，共晶体的重量与转变前的液相重量相等, 即QE =QL 反应结束后，在共晶温度下?、 ? 两相的相对重量百分比为：;温度继续下降，将从一次? 和共晶? 中析出?Ⅱ，从共晶? 中析出?Ⅱ。其室温组织为 ?Ⅰ+ (?+?) + ?Ⅱ。;亚共晶合金结晶过程示意图 ;§3.4 二元共晶相图;Pb-Sn合金的结晶过程;§3