金属材料物理性能 材料的凝固与结晶组织

1、第三章第三章 材料的凝固与结晶组织材料的凝固与结晶组织 凝固的结果是凝固的结果是: 晶体与非晶体晶体与非晶体 结晶形成各相的形状、大小和分布结晶形成各相的形状、大小和分布, 对材料的各种性对材料的各种性能有很大的影响。能有很大的影响。 3-2 纯金属的结晶纯金属的结晶 一、结晶条件一、结晶条件 金属由液态转变为固态，是原子由不规则的排列转变金属由液态转变为固态，是原子由不规则的排列转变到有规则的排列，形成晶体的过程。到有规则的排列，形成晶体的过程。3-1 概概 述述 理论结晶温度理论结晶温度T0 0： 液体的结晶速度与晶体的液体的结晶速度与晶体的熔解速度相等熔解速度相等, ,不能结晶。不能结晶

2、。实际结晶温度实际结晶温度T1： 能够能够真正真正结晶的温度。结晶的温度。 实际结晶温度总是低于理论结晶温度。实际结晶温度总是低于理论结晶温度。 T0T1 = T 为过冷度。为过冷度。 过冷度并不是恒定值，其大小取决于液体金属的冷却过冷度并不是恒定值，其大小取决于液体金属的冷却速度，速度，冷却速度冷却速度愈大，过冷度也愈大。愈大，过冷度也愈大。 过冷是金属结晶的必要条件。过冷是金属结晶的必要条件。金属结晶时的冷却曲线金属结晶时的冷却曲线二、结晶过程：晶体成核二、结晶过程：晶体成核 长大过程。长大过程。 成核成核 液体的原子热运动随温度的下降而减弱，相互靠近。当液体的原子热运动随温度的下降而减弱

3、，相互靠近。当温度降到结晶温度时，局部的原子有规则地排列成小晶体。温度降到结晶温度时，局部的原子有规则地排列成小晶体。长大长大 晶核不断吸附周围液体原子晶核不断吸附周围液体原子, 并按一定的规律附着在晶并按一定的规律附着在晶核上核上,使其长大为晶粒。相邻晶粒之间形成了晶界。使其长大为晶粒。相邻晶粒之间形成了晶界。枝晶枝晶 金属的晶核沿各方向长大速度并不一致。长大初期的外形金属的晶核沿各方向长大速度并不一致。长大初期的外形比较规则比较规则, 当晶体棱角形成后当晶体棱角形成后, 就会在棱角处优先生长就会在棱角处优先生长, 生长方生长方式象树枝一样式象树枝一样, 先长出枝干先长出枝干, 然后再长出分

4、枝然后再长出分枝, 形成形成“枝晶枝晶”。三、影响成核与长大的因素三、影响成核与长大的因素 当缓慢冷却时，过冷度小，形核率较小，长大较快，形当缓慢冷却时，过冷度小，形核率较小，长大较快，形成的晶粒少而粗大。成的晶粒少而粗大。 当冷却较快时，过冷度大，形核率较大，长大较慢当冷却较快时，过冷度大，形核率较大，长大较慢, 形形成的晶粒多而细小。成的晶粒多而细小。 过冷度再大，凝固后的金属不是晶体，而是非晶态物过冷度再大，凝固后的金属不是晶体，而是非晶态物质。况且一般是达不到的。质。况且一般是达不到的。1、过冷度的影响、过冷度的影响 过冷度与成核速率、长大速率的关系过冷度与成核速率、长大速率的关系。

5、金属结晶后形成的晶粒度对其性能有很大的影响。晶粒金属结晶后形成的晶粒度对其性能有很大的影响。晶粒越细小，其机械性能越好越细小，其机械性能越好。见后表纯铁的晶粒度与机械性能的关系纯铁的晶粒度与机械性能的关系 2、难熔杂质的影响、难熔杂质的影响 变质处理变质处理： 液体金属中的杂质液体金属中的杂质(结构与金属的相似结构与金属的相似), 在结晶过程中起到在结晶过程中起到了晶核的作用了晶核的作用, 促使成核率大大提高促使成核率大大提高, 细化了晶粒细化了晶粒。 所以所以, 生产中往往采用加一定量的难熔金属或合金生产中往往采用加一定量的难熔金属或合金, 来来细化晶粒处理。细化晶粒处理。粒度粒度/直径直径

6、mm b /MPa s /MPa (%)7.01803830.60. 202635748.80.1027811650.0粒度粒度/直径直径mm b /MPa s /MPa (%)7.01803830.60. 202635748.80.1027811650.0 振动处理振动处理 对结晶过程中的液态金属进行一定频率的振动时对结晶过程中的液态金属进行一定频率的振动时, 可可使成长中的树枝晶臂折断使成长中的树枝晶臂折断, 增大了晶核数目增大了晶核数目, 提高了形核率，提高了形核率，达到了细化晶粒的效果。达到了细化晶粒的效果。四、金属的同素异构性四、金属的同素异构性 同素异构性同素异构性 一种金属具有两

7、种或两种以上的晶体结构。一种金属具有两种或两种以上的晶体结构。 同素异构转变同素异构转变 金属的晶体结构随着温度的变化而改变的现象。金属的晶体结构随着温度的变化而改变的现象。 例如：铁、钛、锡、锰等。例如：铁、钛、锡、锰等。 * 同素异构转变的实质同素异构转变的实质 它是在它是在固态固态下的一种成核与长大过程的转变。下的一种成核与长大过程的转变。 例如例如: 铁在结晶后继续冷却至室温的过程中铁在结晶后继续冷却至室温的过程中, 将发生将发生两次晶格转变：两次晶格转变： -Fe -Fe -Fe钛在固态的两种结构：钛在固态的两种结构： - Ti(密排六方密排六方,883) 注意注意: 纯金属中加入合

8、金元素时纯金属中加入合金元素时, 会使转变温度发生变化。会使转变温度发生变化。 例如：例如： 在钛中加入铝、氮、氧、硼等在钛中加入铝、氮、氧、硼等, 使转变温度升使转变温度升高高, 称为称为 稳定化元素稳定化元素。 在钛中加入铁、钼、铬、锰、等在钛中加入铁、钼、铬、锰、等, 使转变温度下降使转变温度下降, 称为称为 稳定化元素稳定化元素。3-3 合合 金金 的的 结结 晶晶 与与 相相 图图 合金合金 一种金属元素同一种金属元素同另一种或几种其它元素另一种或几种其它元素，通过熔化或，通过熔化或其他方法结合在一起所形成的其他方法结合在一起所形成的具有金属特性具有金属特性的物质。的物质。 组元组元

9、 组成合金的独立的、最基本的单元。组成合金的独立的、最基本的单元。(金属、非金属元素或稳定化合物） 例如：钢和铸铁是铁碳合金。例如：钢和铸铁是铁碳合金。 黄铜是铜锌合金。黄铜是铜锌合金。 二元合金二元合金 由两个组元组成的合金。例如：铁碳合金、铜镍合金、由两个组元组成的合金。例如：铁碳合金、铜镍合金、铝铜合金等。铝铜合金等。合金的应用比纯金属广泛得多的原因合金的应用比纯金属广泛得多的原因: 合金的强度、硬度、耐磨性等机械性能比纯金属高许合金的强度、硬度、耐磨性等机械性能比纯金属高许多；某些合金还具有特殊的电、磁、耐热、耐蚀等物理、多；某些合金还具有特殊的电、磁、耐热、耐蚀等物理、化学性能。化学

10、性能。 一、合金的相结构一、合金的相结构 在液态，绝大多数合金的组元均能相互溶解，成为一在液态，绝大多数合金的组元均能相互溶解，成为一个均匀的液体。个均匀的液体。 合金的结晶也是通过成核和长大来完成的，但它所结合金的结晶也是通过成核和长大来完成的，但它所结晶的产物往往不只含一种组元的晶粒。晶的产物往往不只含一种组元的晶粒。1、相、相 合金中成分、结构相同并以界面分开的均匀组成部分。合金中成分、结构相同并以界面分开的均匀组成部分。合金结晶后可为一相，也可为多相。合金结晶后可为一相，也可为多相。 2、组织、组织 合金中不同相的组合合金中不同相的组合 (数量、形貌、大小和分布方式数量、形貌、大小和分

11、布方式) 。如如: 同为同为Cu-Zn合金合金, 其各其各含量不同含量不同, 其组织不同。其组织不同。 固态合金中的相，按其晶体结构的基本属性，可分固态合金中的相，按其晶体结构的基本属性，可分为固溶体和化合物两类。为固溶体和化合物两类。30Zn 38%Zn (一一) 固溶体固溶体 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，而且合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，而且结构与组元之一相同的固相。结构与组元之一相同的固相。 溶剂：与固溶体主晶格相同的组元。溶剂：与固溶体主晶格相同的组元。 溶质：其他组元。溶质：其他组元。 根据溶质原子在晶格中所占的位置根据溶质原子在晶格中所占的位置, 可分为置

12、换固溶体可分为置换固溶体与间隙固溶体。与间隙固溶体。1、置换固溶体、置换固溶体 溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置。溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置。 置换固溶体中置换固溶体中, 会造成晶格畸变。随着溶质原子浓度的会造成晶格畸变。随着溶质原子浓度的增加增加, 晶格畸变增大晶格畸变增大, 其强度、硬度提高其强度、硬度提高, 塑性、韧性无明显塑性、韧性无明显降低。所以称为降低。所以称为固溶强化固溶强化。(晶格畸变,增大了位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难) 例如：例如： 铜的铜的 b为为220MPa, 硬度硬度HB为为40, 断面收缩率断面收缩率 为为70%。 若加若加1的铜的铜-镍合

13、金单相固溶体镍合金单相固溶体, b为为390, 硬度硬度HB70， 为为50 。 根据溶质、溶剂互溶的程度根据溶质、溶剂互溶的程度, 有无限互溶和有限互溶固有无限互溶和有限互溶固溶体。溶体。 形成无限固溶体的条件形成无限固溶体的条件： 晶格类型相同。晶格类型相同。 组元原子的大小相差不大时。组元原子的大小相差不大时。(30%不不)(原子尺寸相差较大, 晶格畸变严重, 固溶体结构不稳定, 容易形成化合物） 电负性相差较小。电负性相差较小。(差值差值 0.4)。2、间隙固溶体、间隙固溶体 溶质原子分布于溶剂晶格间隙形成的固溶体。溶质原子分布于溶剂晶格间隙形成的固溶体。 形成间隙固溶体的条件：形成间

14、隙固溶体的条件： 溶质原子的尺寸小，溶剂晶格结构空隙较大。溶质原子的尺寸小，溶剂晶格结构空隙较大。 溶质原子进入晶格间隙也会引起晶格畸变。溶质原子进入晶格间隙也会引起晶格畸变。 间隙固溶体只能是有限固溶体。间隙固溶体只能是有限固溶体。(间隙原子多,使晶格畸变严重,溶剂晶格不稳定) (二二) 金属化合物金属化合物 合金中合金中, 各组元相互作用形成的各组元相互作用形成的晶格类型晶格类型和和特性特性完全完全不不同于任一组元同于任一组元的新相。的新相。 具有熔点高、硬度高、脆性大。但塑性、韧性降低。具有熔点高、硬度高、脆性大。但塑性、韧性降低。是常存在于合金中。是常存在于合金中。 根据形成条件及结构

15、特点，可分为正常价化合物、电根据形成条件及结构特点，可分为正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。子化合物、间隙化合物。 1、正常价化合物、正常价化合物 符合一般化合物的原子价规律的化合物。它的成分固符合一般化合物的原子价规律的化合物。它的成分固定，可用化学式表示。定，可用化学式表示。 一般是由一般是由金属元素金属元素与与第第,A族元素族元素组成的。组成的。 如：如：Mg2Si、Mg2Sn等。它们若能弥散于固溶体中等。它们若能弥散于固溶体中, 将使将使合金强化。如：合金强化。如：Al-Mg-Si合金中的合金中的Mg2Si相。相。2、电子化合物、电子化合物 不遵守化合价规律但符合一定电子浓度的化合

16、物。不遵守化合价规律但符合一定电子浓度的化合物。它们是由电子浓度起主导作用而形成的一类化合物，具有显著金属特性，成分范围较宽。即结合键来自脱离局部地区的公有化结合电子与原子核的交互作用。电子浓度电子浓度 化合物中价电子数与原子数之比。化合物中价电子数与原子数之比。 一般是由一般是由B族族或或过渡族元素过渡族元素与与B族、族、A族、族、A族、族、A族族元素组成。元素组成。 电子化合物的化学式并不代表固定的成分电子化合物的化学式并不代表固定的成分 例如：例如：Cu-Zn合金中，合金中， 相中含相中含Zn量从量从36.856.5% 电子化合物为金属键结合电子化合物为金属键结合, 其熔点和硬度很高其熔

17、点和硬度很高, 塑性差塑性差, 与固与固溶体适当配合溶体适当配合, 可使合金强化。可使合金强化。 电子化合物的晶体结构与原子浓度有一定的对应关系。电子化合物的晶体结构与原子浓度有一定的对应关系。元素价元素价过渡元素Zn,Cd,Hg(d电子）Cu, Ag, W (电子）Sn,Si,Ge(p电子） 4Mg(s 电子） Sb(P电子）5合金系电子浓度21/14相21/13相 7/4相晶体结构体心立方复杂立方密排六方Cu-ZnCuZnCu5Zn8CuZn3Cu-AlCu3AlCu9Al4Cu5Al3 3、间隙化合物、间隙化合物 由由过渡金属元素过渡金属元素与与C, N, H, B等等原子半径较小的非金

18、属原子半径较小的非金属元素形成的化合物，尺寸较大的过渡金属原子占据晶格的元素形成的化合物，尺寸较大的过渡金属原子占据晶格的结点位置结点位置, 尺寸较小的非金属原子则有规律地嵌入晶格的间尺寸较小的非金属原子则有规律地嵌入晶格的间隙之中。隙之中。 根据组元间原子半径比和结构特征可分为根据组元间原子半径比和结构特征可分为间隙相间隙相和和复杂复杂结构的间隙化合物结构的间隙化合物。 间隙相间隙相 非金属原子与金属原子半径比值小于非金属原子与金属原子半径比值小于0.59，形成简单晶，形成简单晶格的间隙化合物。格的间隙化合物。注意注意 间隙相与间隙固溶体不同。间隙相与间隙固溶体不同。 间隙相可用简单的化学式

19、表示。间隙相可用简单的化学式表示。 例：间隙相例：间隙相VC钒碳，V原子半径:1.92C原子半径:0.91 间隙相的特性：间隙相的特性： 有极高的熔点和硬度有极高的熔点和硬度, 很稳定。若合理存在时很稳定。若合理存在时, 可提高可提高钢的强度、热强性、红硬性和耐磨性。钢的强度、热强性、红硬性和耐磨性。 间隙相是高合金工具钢及硬质合金的重要组成相。间隙相是高合金工具钢及硬质合金的重要组成相。 复杂结构的间隙化合物复杂结构的间隙化合物 非金属原子与金属原子半径比值大于非金属原子与金属原子半径比值大于0.59。 例如：例如：Fe3C、Mn3C、Cr7C等。等。 Fe3C是钢铁中的重要组成相。是钢铁中

20、的重要组成相。 Fe3C中的铁原子可部分地被中的铁原子可部分地被Mn, Cr, Mo, W等金属原子置等金属原子置换，形成以间隙化合物为基的固溶体。换，形成以间隙化合物为基的固溶体。 例如：例如：(Fe,Mn)3C等。等。 复杂结构的间隙化合物的熔点和硬度也很高。但比间隙相复杂结构的间隙化合物的熔点和硬度也很高。但比间隙相稍低些。稍低些。大多数工业上使用的合金既不可能是由单纯的化合物组成，也不可能由一种固溶体组成，这是因为化合物硬度固然高，但脆性大；单纯的固溶体强度也不高，实际上多数工业用合金是用固溶体作基体和少量化合物所构成的混合物，化合物的合理存在可提高组织的强度和硬度。二、二元合金相图二

21、、二元合金相图 (一一) 二元相图的建立：二元相图的建立： 用热分析法测定铜镍合金的冷却曲线及相图。用热分析法测定铜镍合金的冷却曲线及相图。1、熔点、熔点2、上临界点、上临界点(结晶开始温度结晶开始温度) 放热过程放热过程, 降温变慢降温变慢, 曲曲线上出现折点。线上出现折点。3、下临界点、下临界点(结晶结束温度结晶结束温度) 不放热不放热, 降温变快降温变快, 曲线曲线上又出现折点。上又出现折点。4、液相线、液相线合金开始结晶的温度，在液相线以上，所以合金处于液态；5、固相线、固相线合金结晶终了的温度，在液相线和固相线之间，固相与液相共存。(二二) 匀晶相图匀晶相图 两组元在液态和固态时均能

22、无限互溶构成的相图。两组元在液态和固态时均能无限互溶构成的相图。 结晶时由液相结晶出单相固溶体的转变为匀晶转变。结晶时由液相结晶出单相固溶体的转变为匀晶转变。 1、结晶过程、结晶过程: Cu-Ni 合金相图及结晶过程。合金相图及结晶过程。2、杠杆定律、杠杆定律abbcQQLLQQa 3、晶内偏析枝晶偏析、晶内偏析枝晶偏析上述的平衡结晶条件只要当温度极慢下降才能接近于满足。所谓平衡结晶是当温度发生任何微小变化时，在合金中的固相和液相都能达到该温度下应有的均匀成分。这就完全依靠相内与实际的扩散过程来实现，这就是液体内部的扩散，固体内部的扩散以及液固内部的扩散。 由于由于冷却速度较快冷却速度较快(铸

23、造时铸造时), 原子扩散不充分造成的，使结原子扩散不充分造成的，使结晶出来的固相成分含量不同。晶出来的固相成分含量不同。 Cu-Ni合金：先结晶的含合金：先结晶的含Ni量高，后结晶的含量高，后结晶的含Ni量低。呈量低。呈白色的枝干富白色的枝干富Ni(先析出的先析出的), 呈黑色的富呈黑色的富Cu(后析出的后析出的)。由内到外逐层不同，内层是先结晶的部分，含高熔点相，外层是低熔点相 晶内偏析的存在会使塑性、晶内偏析的存在会使塑性、韧性降低。可采用低于固相线韧性降低。可采用低于固相线100200温度加热退火进行改善。温度加热退火进行改善。均匀化退火处理均匀化退火处理 两组元在液态时无限互溶两组元在

24、液态时无限互溶, 固态时有限互溶固态时有限互溶, 在结晶时在结晶时发生共晶转变，形成共晶组织的相图。发生共晶转变，形成共晶组织的相图。 例：例：Pb-Sn, Pb-Sb, Ag-Cu, Al-Si等合金。等合金。 钯钯 锡锡xi 锑锑ti 1、相图分析：、相图分析：Pb-Sn相图相图(三三) 共晶相图共晶相图点：点：A、B、M 、N线：线：AEB、Mf、Ng、AM、BN区：单相区、两相区。区：单相区、两相区。相图中：相图中：AEB为液相线，为液相线，AMENB为固相线，为固相线，A为为Pb的熔点，的熔点，B为为Sn的熔点，的熔点，Mf、Ng为为Sn溶于溶于Pb及及Pb溶于溶于Sn的溶解度曲线，

25、又称固溶线。的溶解度曲线，又称固溶线。 相图中有三个单相区：相图中有三个单相区：L、及及。三个两相区：。三个两相区：L+ 、L+ 及及+。还有一个三相共存的水平线：。还有一个三相共存的水平线：MEN MN之间的合金，结晶温度达到之间的合金，结晶温度达到MEN线时，发生恒温线时，发生恒温转变转变LE M + N (成分与结构不同)-共晶转变共晶转变 转变温度为转变温度为共晶温度共晶温度, MEN线为线为共晶线共晶线, E点为点为共晶点共晶点，对应的合金称为对应的合金称为共晶合金共晶合金。183度度 成分位于成分位于ME之间的合金之间的合金 - 亚共晶合金亚共晶合金 成分位于成分位于EN之间的合金

26、之间的合金 - 过共晶合金过共晶合金2、典型合金的结晶过程、典型合金的结晶过程(1) 共晶合金的结晶过程共晶合金的结晶过程合金合金的结晶过程：的结晶过程：01:液相降温，至点开始结晶。液相降温，至点开始结晶。点：同时结晶出点：同时结晶出 + ，即发生共晶转变。，即发生共晶转变。 LE M + N 12: 相成分沿着相成分沿着MF线变化，线变化， 相的成分沿着相的成分沿着N变化。次变化。次生相生相 和和 生成。最终合金为生成。最终合金为Pb-Sn共晶合金组织。共晶合金组织。2(2) 亚共晶和过共晶的结晶过程亚共晶和过共晶的结晶过程亚共晶合金亚共晶合金： LL+ L+ +( + ) , L消失消失

27、, 最终产物为最终产物为 + +( + )过共晶合金过共晶合金: 最终最终产物产物 + +( + )012301020304050607080901002004006008001000120014001600LCe3Al(Al)6606401020Ce3Al11Ce3Al11CeAl3113512351480CeAl2CeAl845645Ce3Al92.4655250580( Ce)( Ce)72679897.717.9LAl Ce, wt.%T, 01020304050607080901002004006008001000120014001600LCe3Al(Al)6606401020Ce3

28、Al11Ce3Al11CeAl3113512351480CeAl2CeAl845645Ce3Al92.4655250580( Ce)( Ce)72679897.717.9LAl Ce, wt.%T, 概概 念念: 初生相初生相(一次相一次相)： 、 从液相中直接析出。晶粒较为粗大，大多成长为树枝从液相中直接析出。晶粒较为粗大，大多成长为树枝晶或等轴晶。晶或等轴晶。 次生相次生相(二次相二次相)： 、 从固溶体中析出。大多在初生相界面上形成或分布于从固溶体中析出。大多在初生相界面上形成或分布于初生相之中。若以小颗粒弥散于其中，对合金性能有利。初生相之中。若以小颗粒弥散于其中，对合金性能有利。(3

29、) 合金合金的结晶过程的结晶过程 L L+ 最后产物最后产物: + 3、标注组织的共晶相图、标注组织的共晶相图 为了更好的反映合金冷却后所得到的组织组成物及其数为了更好的反映合金冷却后所得到的组织组成物及其数量量, 所以要采用所以要采用组织标注相图组织标注相图。4、比重偏析、比重偏析 合金在结晶时，合金在结晶时，结晶出的晶体与液相结晶出的晶体与液相的比重不同，而造成的比重不同，而造成的化学成分不均匀的的化学成分不均匀的现象。它会影响铸件现象。它会影响铸件的组织和性能，而且的组织和性能，而且很难消除掉。很难消除掉。 (四四) 包晶相图包晶相图 两组元在液态下无限溶解，在固态下有限溶解，并发两组元

30、在液态下无限溶解，在固态下有限溶解，并发生包晶转变的相图。生包晶转变的相图。 例如：例如：Pt-Ag、Ag-Sn、Fe-Ni、Fe-C、Cu-Zr等。等。 1、相图分析、相图分析: Pt-Ag相图相图 图中有一个三相共存的水平线图中有一个三相共存的水平线cde，它对应的温度下发，它对应的温度下发生转变：生转变：Le + c d 称称包晶转变包晶转变。 d点为点为包晶点包晶点。此温度为。此温度为包晶温度包晶温度。 cde线为线为包晶线包晶线。 熔点熔点(a,b), 液相线液相线(aeb), 固相线固相线(ac,db), 固溶线固溶线(cf,dg)。三个单相区、三个两相区。三个单相区、三个两相区。

31、合金合金最终组织：最终组织： + 合金合金最终组织：最终组织： + 2、典型合金的结晶过程、典型合金的结晶过程合金合金最终组织最终组织: + + + 3、包晶偏析、包晶偏析 上述讨论的包晶转变是在平衡冷却过程中进行的，上述讨论的包晶转变是在平衡冷却过程中进行的，各种原子通过固溶体的扩散是均匀的，转变速度较慢。各种原子通过固溶体的扩散是均匀的，转变速度较慢。 实际中，冷却速度较快，扩散来不及充分进行，在实际中，冷却速度较快，扩散来不及充分进行，在固溶体相中会存在成分不均匀现象。例如：固溶体相中会存在成分不均匀现象。例如： 相保留得多相保留得多些，些， 相则少些。相则少些。cde为为共析线共析线。

32、对应的温度为。对应的温度为共析温度共析温度。 共析转变温度较低，原子扩散困难，过冷度较大，共析共析转变温度较低，原子扩散困难，过冷度较大，共析体的组织常较细而均匀。体的组织常较细而均匀。(五五) 共析相图共析相图共析转变共析转变：从一种固相中同时析：从一种固相中同时析出成分和结构完全不同的两种新的出成分和结构完全不同的两种新的固相的转变过程。固相的转变过程。 d c + e ( c + e )为为共析体共析体。d为为共析点共析点。三、相图与性能的关系三、相图与性能的关系 1、当合金形成单相固溶体、当合金形成单相固溶体 图中，图中， : 强度强度 ，HB: 硬度，硬度， : 电阻率电阻率, : 电阻温度系数电阻温度系数2、当合金形成两相混合物、当合金形成两相混合物3-4 金属铸件的组织与冶金缺陷金属铸件的组织与冶金缺陷 1、表面细晶粒层表面细晶粒层： 铸型温度较低铸型温度较低, 钢水冷却速度快，过冷度极大钢水冷却速度快，过冷度极大, 成核率成核率高高, 晶粒细小。晶粒细小。 生产中，常将液体金属注入铸型型腔并在其中凝固生产中，常将液体金属注入铸型型腔并在其中凝固, 获获得铸件。得铸件。 金属铸件凝固时，由于表面和中心的结晶条件不同金属铸件凝固时，由于表面和中心的结晶条件不同, 铸铸件的组织结构是不均匀的。件的组织结构是不均匀的。2、柱状晶粒层柱状晶粒层： 细晶区形成后，