第二章 金属与合金的晶体结构和二元合金相图.ppt

第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 2.1 纯金属的晶体结构 2.2 金属的结晶与同素异晶转变 2.3 合金的结晶与二元相图 2.4 铁碳合金相图 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 晶体缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。 （1）点缺陷——空位和间隙原子 （2）线缺陷——位错 （3）面缺陷——晶界和亚晶界 晶体缺陷的出现,将使其周围的晶格产生畸变,而晶格畸变使材料的强度、硬度等力学性能和电阻率、耐蚀性等物理及化学性能发生改变。 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1）固溶体 1.钢的平衡结晶过程 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相 本章小结 本章主要介绍了纯金属结晶、合金结晶的基本过程（形核、 核长大），影响形核、长大的因素（过冷度、高熔点难熔杂质）， 影响和控制晶粒大小的因素（V冷、变质处理）。还重点介绍了相 图，根据相图分析合金的冷却过程，合金性能与相图的关系。此 外，重点介绍了铁碳合金状态图及其应用。还重点介绍了钢在冷 却过程中的转变。一般介绍了焊接接头的相变。 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相 思考题 2-1金属结晶的基本规律是什么?晶核的N和G受到哪些因素的影响? 2-2为什么材料一般希望获得细晶粒?细化晶粒的方法有哪些? 2-4已知A(熔点685℃)与B(熔点560℃)二组元在液态时无限互熔;在320℃时,A溶 于B的最大溶解度为31%,室温时为12%,但不溶于A;在320℃,含42%B的液态合 金发生共晶反应.要求: ⑴作出A—B合金相图; ⑵分析含A为25%时合金的结晶 过程. 2-5为什么铸造合金常选用共晶成分合金?而塑性加工的合金常选用单相固溶体 成分的合金? 2-8何谓铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体？它们的结构 、组织形态 性能等各有何特点？ 2--9分析含碳量分别为0.45%、1.0%、3%、4.7%的铁碳合金从液态缓冷至室 温时的结晶过程，并画出室温下的显微组织示意图。 2--10根据铁碳相图计算：⑴室温下含碳0.45%的钢中珠光体和铁素体各占多少 ⑵室温下含碳1.0%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少; ⑶铁碳合金中,二次 渗碳体的最大百分含量。 2.4.1 Fe-Fe3C亚稳相图 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1.铁碳合金的相结构与性能 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 铁素体 F 奥氏体 A 渗碳体 Fe3C 2.相图分析 2.4.2在铁碳合金平衡状态下的相变 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 Ld`+ Fe3CⅠ Ld` Fe3CⅡ+P +Ld` P+ Fe3CⅡ P F+P F 平衡 组织 4.3- 6.69 4.3 2.11 -4.3 0.77- 2.11 0.77 0.0218 -0.77 0.0218 含碳 量/% 过共晶 白口铁 共晶白 口铁 亚共晶白口铁 过共析钢 共析钢 亚共析钢 白口铸铁 钢 工业纯铁 种类 铁碳合金的分类 1.钢的平衡结晶过程 2.白口铸铁的平衡结晶过程 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1)共析钢(Ⅰ) 杠杆定律的应用: 2)亚共析钢(Ⅱ) WC%=0.77%*QP 3)过共析钢(Ⅲ) 钢的显微组织图 共晶白口铁结晶过程示意图 共晶白口铁显微组织示意图 2.白口铸铁的平衡结晶过程 2.4.3含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1.含碳量对平衡组织的影响 2.含碳量对力学性能的影响 HB 2.含碳量对力学性能的影响 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 2.4.4 Fe-Fe3C相图的应用 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1.在选材上的应用 2.在铸造工艺制订上的应用 3.在塑性加工工艺制订上的应用 4.在热处理工艺制订上的应用 钢在加热时的转变 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1）钢在实际加热时的转变点 2）奥氏体的形成过程及影响因素 3）奥氏体晶粒的长大及影响因素 1）钢在实际加热时的转变点 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 2）奥氏体的形成过程及影响因素 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图 1.奥氏体的形成过程 2.奥氏体形成的影响因素 加热温度和加热速度 原始组织 合金元素 3）奥氏体晶粒的长大及影响因素