工程材料课件 第三章 二元合金及其相图.ppt

3 ） III 合金 室温相组成物为： β 室温组织组成物为： β L ? L L L L ? ? ? ? ? 时间 温度 1 n n’ L+ ? ? L ? （四） 其它类型的二元相图 1、形成稳定化合物的二元 相图 稳定化合物：在熔化前既不分解，也不产生任何化学反应的化合物称为稳定化合物。 稳定化合物可视为该合金中的一个组元。通常它们具有严格的成分，固定熔点，在相图中可用一根垂线表示。 。 2、二元共析相图 高温形成的固溶体，在冷却至某一温度时，固溶体又将发生转变，形成两种成分一定且不相同的新的固相。这种相图称为二元共析相图。 共析转变：在一定温度下，由成分一定的固相同时析出两种成分一定且不相同的新固相的转变，称为共析转变（或共析反应）。 ?c ?d+ ?e 恒温 L L ? ? ? ?＋ ? ? + ? 时间 温度 L L ? ? ? (? + ?) 1 2 3 1 2 3 3’ 共析转变示意图 (五)二元合金相图小节 1、两个单相区只能相邻于一点，而不能相邻于一条线 3、三相平衡共存时，必定是一条水平线，每条水平线必定和三个两相区相遇。 2、两个单相区之间必定有一个由这两个单相组成的 两相区。 第三节 合金的性能与相图的关系 一、合金的机械性能、物理性能与相图的关系 单相固体时，其性能取决于溶剂本身的性能及溶质的类型和溶入量。 1、当合金形成单相固溶体时 （1）成分与强度、硬度的关系 开始，固溶体的强度和硬度随溶质原子含量的增加而增加。50％时达到最大值，然后下降。 （2）成分与电性能关系 电阻率随溶质含量增加而上升，达到最大值后下降，电阻温度系数则相反。 ?t＝?0(1+?T) ?－电阻温度系数。 2、当合金形成两相混合物时 两相混合：与两相本身性能有关，特别与两相的形态与分布有关。 弥散硬化：从固溶体中析出的二次相以细小粒子，均匀、弥散地分布于基体中，使合金的强度、硬度提高的现象。 二、合金的工艺性能与相图的关系 铸造流动性和偏析倾向： 液相线与固相线的水平和垂直距离越大，流动性越差,偏析倾向也大。 一般纯金属和共晶成分合金具有良好的铸造性能。 纯金属、单相固溶体的变形性能好于由混合相组成的两相合金（特别是共晶合金）。 1、间隙相： d非/d金0.59 晶体结构比较简单。 如 VC 间隙相碳化钒的结构 面心立方晶格 2、具有复杂结构的间隙 化合物： 非/d金0.59 晶体结构复杂 。如 Fe3C Fe3C的晶体结构 温度 时间 时间 温度 停歇点 临界点 纯金属或特殊成分合金的冷却曲线 一般成分合金的冷却曲线 转折点 上临界点 下临界点 热分析法 纯铁 45号钢 45钢是两个相——F+Fe3C （合金） 纯铁是一个相——F （纯金属） * 合法化 * 合法化 * 合法化 * 合法化 * 合法化 第三章 二元合金及其相图 问题的提出： 纯铁 45号钢 主要原因： 纯铁强度：250MPa 45钢强度：610MPa 45钢是两个相——F+Fe3C （合金） 纯铁是一个相——F （纯金属） 纯金属—— 导电体、导热体(散热器)装饰品、工艺 美术品(化学稳定性、美丽的光泽) 但： 力学性能差（σb↓）、品种有限 （约80种）、提纯成本高 合金材料——HB、σb↑，数量上万种，生产成本低， ∴广为开发利用。 1、 合金——金属元素+几种其它元素、具有金属性 几个基本概念： 2、 成分——合金中各种元素的含量，称为成分 3、 组元——组成合金的最简单，最基本，能够独立存 在的物质。 (比如纯元素) 4、 合金系——由两个或两个以上组元按不同比例配制 成的一系列不同成份的合金。 §3-1 固态合金相的种类及特点 对于合金：L冷却→S晶时，各区域间成份、结构 相：在金属或合金中凡是具有相同成分、相同结构并与其他部分有界面分开的，均匀的组成部分，称之为相。 完全一致 → 相的概念 不完全一致 但注意：多晶体可以是单相 相可分为两大类：即“固溶体”和“金属化合物” 组织：由相组成的，是由于组成相的种类、相对数量、晶粒形状、大小及分布形态等的不