合金相結(jié)構(gòu)與二元合金相圖

1、主要內(nèi)容：合金相結(jié)構(gòu)；相律和杠桿定律；常見的二元合金相圖勻晶、共晶、包晶、共析；根據(jù)相圖分析平衡結(jié)晶過程；非平衡結(jié)晶及其組織。重要概念：1、組元組成合金最基本、獨(dú)立的物質(zhì)。組元可以是組成合金的元素，可以是化合物。2、合金兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。有二元、三元等。3、合金系由給定組元配置成的一系列成分不同的合金，組成一個(gè)合金系統(tǒng)。4、相合金組織中結(jié)構(gòu)、成分和性質(zhì)相同的部分，有相界面分開，是合金組織最基本組成部分。5、組織用肉眼或借助不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀察到的金屬材料內(nèi)部情景，包括晶粒大小、形狀、種類及晶粒的相對(duì)數(shù)量和分布。 合金的相結(jié)構(gòu) 合金的相結(jié)構(gòu)

2、合金的相結(jié)構(gòu) 一、固溶體：組元相互溶解，溶質(zhì)原子溶入固態(tài)溶劑。特點(diǎn)：保持溶劑晶格類型。1、固溶體的分類、按溶質(zhì)原子在晶格中的位置： 間隙固溶體、置換固溶體 合金的相結(jié)構(gòu) 、按固溶度：有限固溶體、無限固溶體固溶度：溶質(zhì)原子溶入固溶體中的數(shù)量稱為固溶體的濃度，在一定條件下的極限濃度叫做溶解度或固溶度。如果固溶體的溶解度有一定的限度，這叫做有限固溶體。當(dāng)置換固溶體的溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑差別很小，且晶體結(jié)構(gòu)相同，在周期表中的位置又靠得較近，則它們就可能以任何成分比例形成固溶體，這種固溶體叫做無限固溶體。 合金的相結(jié)構(gòu) （3）、按相對(duì)分布 有序固溶體、無序固溶體2.固溶體的性能二、金屬化合物晶格類型與

3、性能均不同于任一組元；一般可用分子式表示；具有一定的金屬特性；性能特點(diǎn)：三高(高熔點(diǎn)、高硬度、高脆性) 合金的相結(jié)構(gòu) 合金的相結(jié)構(gòu) 1、正常價(jià)化合物具有嚴(yán)格的化合比，可用分子式表示。受電負(fù)性因素控制。2、電子化合物按照電子濃度的比值形成化合物，不遵守原子價(jià)規(guī)律。受電子濃度因素控制3、間隙化合物過渡族金屬與原子半徑很小的非金屬元素組成，如H、N、C、B等。受原子尺寸因素控制。間隙相：原子半徑比rX/rM0.59如：Fe3C 合金的相結(jié)構(gòu) 合金的相結(jié)構(gòu) 三、機(jī)械混合物組元間既不溶解，也不反應(yīng)機(jī)械混合物珠光體中，F(xiàn)+ Fe3C 合金的相結(jié)構(gòu) 組元之間相互溶解固溶體： 鐵素體(F)，奧氏體(A)組元之

4、間相互反應(yīng)金屬化合物： 滲碳體(Fe3C)間隙固溶體與間隙相的區(qū)別： 后者為化合物，具有與組元完全不同的晶體結(jié)構(gòu)，而前者保持溶劑組元的晶格類型。 相圖的建立 相圖的建立一、相圖的表示方法二、熱分析法測(cè)定相圖 相圖的建立 相圖的建立 三、相律 f=c-p+2 或f=c-p+1(常壓)合金系的最大自由度數(shù)： 純金屬：fmax=1(成分固定不變0，溫度1)二元合金：fmax=2(成分獨(dú)立變量1，溫度1)三元合金：fmax=3(成分獨(dú)立變量2，溫度1) 相圖的建立 四、相律的實(shí)際應(yīng)用1、確定系統(tǒng)最多有幾相共存：f=0，Pmax=c+1純金屬：pmax=2 ；二元合金：pmax=32、說明純金屬結(jié)晶與合

5、金結(jié)晶時(shí)的某些差別純金屬結(jié)晶：f=1-2+1=0恒溫進(jìn)行二元合金結(jié)晶：f=2-2+1=1一定溫度范圍 相圖的建立 五、杠桿定律1、確定兩平衡相的成分：CL、C2、確定兩平衡相的相對(duì)重量 相圖的建立 勻晶相圖 一、相圖分析線：液相線、固相線區(qū)：液相(L)區(qū)、固相()區(qū)、液固兩相共存(L+ )區(qū) 勻晶相圖 二、平衡結(jié)晶過程1、tt1: L2、t=t1: L 3、t3tt1: L , 共存4、t=t3: 結(jié)晶完成5、tT1:L T1 T2:L+(L )勻晶轉(zhuǎn)變 T2 T3:冷卻過程 T3 T4: T4 T5: 冷卻 T5 T6: T6 T7:冷卻 T7以下:鐵素體析出滲碳體室溫組織：鐵素體（ ）+滲

6、碳體(Fe3C)相：，F(xiàn)e3C2、Wc=0.3%：TT1:L T1 T2:L+(L )勻晶轉(zhuǎn)變 T=T2:結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)化為奧氏體 T2 T3:冷卻過程 T3 T4 : ， 沿GS變化， 沿GP變化。同素異構(gòu)體轉(zhuǎn)變 T=T4:s p+ Fe3C 先共析鐵素體（F） 室溫組織：珠光體(P)+鐵素體(F)相：，F(xiàn)e3C3、Wc=0.77%：TT1:L T1 T2:L+(L )勻晶轉(zhuǎn)變 T=T2:結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)化為奧氏體 T2 T3:冷卻過程 T=T3:s p+ Fe3C T3 室溫： 析出滲碳體（ Fe3C ）,可以忽略。 室溫組織：珠光體(P)相:，F(xiàn)e3C4、Wc=1.2%：TT1:L T1 T2:L+(L )勻晶