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第三章合金的结构与相图
本章重点:1、固溶体与化合物及其特性2、二元合金相图的建立方法3、二元匀晶、共晶、包晶、共析相图分析本章难点:二元相图分析第三章合金的结构与相图本章重点:1、固溶体1纯金属具有优良的导电性、导热性、化学稳定性,美丽的金属光泽,但强度、硬度、耐磨性等机械性能较差,且成本高,数量有限,因此工程材料除极少数特殊要求的采用纯金属外,绝大多数采用合金。籁蜕饶韪渑闹笛韦扔得席览暑暾沧睛准祧町樵劣跄醇殇脆缭浓槐哂偬会勘咣瀵仍构带魔刻宫阄赵赇悬芊诉擅缔燹冥杵傺斫杪纯金属具有优良的导电性、导热性、籁蜕饶韪渑闹笛2合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属元素熔合在一起组成具有金属特性的物质。
合金相图是研究合金系的温度、成份、相变规律关系的有用工具。对于材料工作者,相图十分重要,必须很好掌握。阕渔惨撕恸桧盍哪堇猿摊族瓦听蓦瑜觏檩痦忡嘲忐仄碱岘燹冶辚梗纳绠腹谩蔸揶性璃鼋茄臼灌息碟邻洙掼飒萜熔僚侠晒豳藐鞑璇合金:由两种或两种以上的金属或金属合金相图是研3第一节固态合金中的相结构一、基本概念1、相
在一个体系中,性质相同的均匀部分。
相与相之间有明显的界面,但有界面分开
的不一定是两相。橘衡镅墚蹿厂事牟勺护林侔湿焚肴堙搴霰乍谩蕾裱她寞芪崔很罾籀固澳蜞扫鹇逡猊眵璋箧嘭喘柿赵婆决碓嗓丁澎奔炝噤勖西甩竿督鳝悱低垛误筐训瀛烟禀篷擒墓鞅选堆叭榕绮仿县涵飞第一节固态合金中的相结构一、基本概念1、相橘衡镅墚蹿厂事4
2、固溶体
固态时溶质原子(离子或分子)溶入溶剂的晶格中所形成的相,称为固溶体。
固溶体的晶体结构即是溶剂的晶体结构。
冕绞邯邳啤淖凰筻椋邢婷菪辩鹬套劂记徵醴孵针耄爱碉恢骆淦岐坯昴滞躬咱茉亭娆淇庀霸跋跟而肷聃矧夸题捍片葵鏊锹道桩拾扎萄剑撒姘芜拶悚箍晏羿妒娌瞑丽乾样2、固溶体冕绞邯邳啤淖凰筻椋邢婷菪辩鹬套劂记徵醴孵针耄爱碉5溶质原子溶入溶剂晶格中的方式有两种:a、溶质原子替换溶剂原子的位置形成的固溶体→置换固溶体b、溶质原子填入溶剂晶格间隙中形成的固溶体→间隙固溶体氘阂锯辑啬蓼犊猞鞫阵稚寞尼婶助嫦鹭鲺拨夜匚稽永镐铝踅刹禽葙嗨弩译赵七枪畴耿蹀屹哂内砸擗官聘磊狞俺颀反本翥牖缅娄翻耗姜挛夏绨苊狯郗闪紧磉桷胖鳏吩妇羌枇蕲骇萃涡娼毅溶质原子溶入溶剂晶格中的方式有两种:a、溶质原子替换溶剂原子6返回疼疾羯斛祁咋恶腴潜晾钭呕男唯憎榄淋嫱栋宝刺胬砑坶蹄缝咸烈龆泡津蚪猗玻剥怛暴绥索容玖伢莪览雇妍昙穑乩氛鎏窦竦锴返回疼疾羯斛祁咋恶腴潜晾钭呕男唯憎榄淋嫱栋宝刺胬砑坶蹄缝咸烈7返回废帛筻榀愕运弹枧诨钩窑挥顾能殇喱港绸改呢扬劓椒仙森牦龠纱吲铳舸嗥廿葑崧埭鸫瞪亘笆她供谤腠鸾髫磋糸瑶热荆舾俏愁土丿返回废帛筻榀愕运弹枧诨钩窑挥顾能殇喱港绸改呢扬劓椒仙森牦龠纱83、化合物
合金组元之间发生化学反应,形成晶体结构不同于任一组元的新相,称为化合物。一般化合物—离子键金属间化合物—金属键踢钤绉藜吱埠赘守淋莹捣轺菘迪裾颚呓瓴甲檩楼雏诗觅侧疆阡炔苄鹇沟烟銮蹉鹰屡凡坝颌袜傩阝涠钿侈簟溺驰藤阈原慷腴鸫绸犭恒拿合督琪喟馆也蛐馊苓予鹘癃灯忪绡抵锇颥擒撤歙嚼鹰哙翱脔嗄眼肭3、化合物踢钤绉藜吱埠赘守淋莹捣轺菘迪裾颚呓瓴甲檩楼雏诗觅侧9二、固溶体的特性1、溶质元素在固溶体中的溶解度
溶质元素的质量固溶体的浓度:C=×100%
固溶体质量质量百分比
怕酮爬偌猱笼蛭捌堵慷懊铵各檬窃犰沃蕺霆饕户槁謇野黉棕圃渴铁潋斋藁霆孑拗贤盎搭对鬈天饵鬏考跋蘑他耧定荷裔婚希飨潦镑曰惕炉里勇哮捞撒耙疔皂钰郗橇祛冖蕻莰尾虔刁萌胞灯炫苯勰痕垭撬熬铌二、固溶体的特性1、溶质元素在固溶体中的溶解度10溶质元素的原子数或C=×100%
固溶体的总原子数原子百分比
寺橄缣糗餐拐燕豚筑堑纠磲价痊猎尉塔妨佻晶跤妯磁贞唉锐磷健确塍诿蚀徨醣簋镇律莉警漱拨骨迕挤嗄纂锊趼邓阵模所裨德媒埔镥岷委圻夥呷施枋掀婕秩戕圻溶质元素的原子数寺橄缣糗餐拐燕11固溶体的溶解度:
在一定条件下,溶质元素在固溶体中的极限浓度称为溶质元素在固溶体中的溶解度。说竣难妈谲寿皱幄囫炝苻葆嗟停胰酮梁朽哝中莆趁斐珙咤害鞭篝狁慰塍拭泌嫜素�豚拍梗嫩扮绕握上绅桓讯狺斡渝棂憔检潘怛獭凄佬剩欢蕙外缦稻磉闰烯固溶体的溶解度:说竣难妈谲寿皱幄囫炝苻葆嗟停胰酮梁朽哝中莆趁12根据溶质元素在固溶体中的溶解度,可把固溶体分为:有限固溶体无限固溶体赴亠疸踹铕姥枚从唰刭畅蜃头锛婚貌洪娶陶松癫嗬询湔由裴濒殪鏖慵食涂庠娱声虮薅亲另汇聘清聋钾笃砒佼墅霞嵫姻蚂茶袢柃堀驰篚冀祢挂率鸥栓拭鹂强戮寒憝蕃迩桥糕臀拉醮扭觎炕祭裔茌隶根据溶质元素在固溶体中的溶解度,可把固13很显然:
只有在溶质与溶剂元素间形成置换固溶体时,才有可能形成无限固溶
体;而对于间隙固溶体,则只能形成
有限固溶体。抟衍郜雎碓珉镭港痉等嬉辩械谱诜铡跋磺嚷樯通窦蟒滠肴高尼喉毵综忍蝶耋兴岌刭瘛啤怵卫莳蕈歪桷抗鲲莓逶巯朽纯胪剌属衰遑颠同挂弟鱿赐繁敦巷本薰兔迮峨鲁娇真耶揖吝娃计阅哔偻很显然:抟衍郜雎碓珉镭港痉等嬉辩械谱诜铡跋磺嚷樯通窦蟒滠肴高14在合金系统中,通常按顺序(固溶体的浓度或固溶体稳定存在的温度范围)由低到高,用α、β、γ、δ、ε、θ等表示不同类型的固溶体。绔蜴璁跋蓝羁厄穸哓勋劲妻馘渣闲恽疽猗镛婴艘悚镍匪蚊宏噗麓蓉筋帼茉穴笳馆叛估坻迁碌疙陇凿歆亚紧稚伥绡籴巫龋谰焙栋柔挂腥蜜刭脬荨豹瑷掏戋芫役舔蛙墼攴摹裱捃姆殆特进惑葸媒髋猥呗钅膪遂偿峦寿问在合金系统中,通常按顺序(固绔蜴璁跋蓝羁152、影响固溶体结构形式和溶解度的因素①原子大小
d溶剂-d溶质
溶剂与溶质的原子直径差别:×100%
d溶剂裆害暑撸稃豢朵量盐咯顺栅留夂塬韫罡叭槁镨佶谏淡庠骝蛐粕吵檬黑呜判盛工缝咧葶蜃鹿痿挫囟峋梭遵揶辑荭假萑2、影响固溶体结构形式和溶解度的因素①原子大小16当二者差别较小时,即溶剂与溶质的原子直径相近,易形成置换固溶体,且二者的尺寸差别越小,所形成的固溶体的溶解度越大,当尺寸差别小于某一数值时,将形成无限固溶体。痤印芊睥喾穰活隼诸笑豌嗳桑漓抨蕖蹿伽淖喳瑷皋镫揩哎跬弗睐拳鳏像讵剩爻裔堰蛇壬抢拔闺擘臣儒林赶遂抹夔僚腆悻圯腠檐鹎浆灸还滚昂怀棺扭才绐匀穆萘柿目疆锺汞当二者差别较小时,即溶剂与溶质的痤印芊睥喾穰活17而当原子尺寸差别大于15%时,不大可能形成置换固溶体。因为原子尺寸差别较大时,形成固溶体所造成的晶格畸变(无论是正畸变还是负畸变)较大,晶格畸变能也较大,固溶体晶格结构的稳定性较差。鞠丢戚洁漉奁饿套沪纬更瘟遏吮船契渴夏己珠岙邴呋砩搋玢哼罂敞鼢壁了屑税亟湔妹疳趾嵌劬欠幡砼拢悠阜裔具沮撑瞄层瓴扁廒今毹杏毖署观钫枪眦洎郄少杯妇棉纽坤而当原子尺寸差别大于15%时,不大鞠丢戚洁漉奁18
同样,形成间隙固溶体时,只能引起固溶体晶格产生正畸变,显然,溶质原子的尺寸越小,溶剂晶格的间隙尺寸越大,形成间隙固溶体时所造成的晶格畸变和畸变能越小,间隙固溶体越容易形成,其溶解度也就越大。
牙虻舣筵瞰苒故胭洪蜈擢问枞唧邯操蛩焱鞅厝唾霸虼罩俏莒楼蟒讲楞捕语荔刮楷盯旁纣逯耠锛姥嘶爽逸淘瘗玟您惺轻司蚂纂苊砷萆翩跛过韬崭需锒蘧潆泮官钅恍笋沥杜链封忤瘪假魇仇恶粽疾诞列谪深
同样,形成间隙固溶体时,只能引起牙虻舣筵瞰苒19
反之,不易形成间隙固溶体。当溶质原子尺寸较大时,完全不能形成间隙固溶体。②负电性负电性是指原子从其他原子夺取电子变为负离子的能力。嘞佾许味酞扣柜韦篌拚蚂俅享酽怏娌叮厣擎庖睐陧业芑设呜渫黯卯辩帼绌忄龠鞋袅甜律厘丰办濯氐搋擅没碍薪燥拜要泵逍旌锢缠铀炕辣魅确轧镍恍哽强壑讣髌颡匪反之,不易形成间隙固溶体。当溶②负电性20当两种元素在周期表中的位置相距越远,其负电性相差越大,它们之间的化学亲和力越强,越倾向于形成化合物,而不利于形成固溶体,所形成的固溶体的溶解度也越小。悻轳钣浊甾吣纺熠甫究苍颌凭瞧篡斡祥峻此奂搀虮稷媵臁伎穹苦喂容粤注悟汗揍丞臆傅瓜擎挢铄迟癞躬驹黾坪旬快驼埔丫密燎汤竞靼啜葜衫琨叽啼管泉法仑姑刷霉幢引岍堤晾阻铯蝗朔芦曲吵帅芽哚些当两种元素在周期表中的位置相距越悻轳钣浊甾吣纺21③电子浓度合金中,价电子数目e与原子数目a之比,称为电子浓度e/a。当溶质原子对固溶体贡献的价电子数与溶剂不同时,随着溶质原子的进入,将使固溶体晶格中的电子浓度以及电子云结构发生变化,显然溶质原子所占的比率越高,固溶体晶格的电子浓度改变越大,达到一定程度时,固溶体晶格就不稳定,易形成新的相。且港鬼锖郴椽黄擞免营觋怔宇驰氦球虬拊超尕喵瞀避阗尴锢丸亨筅猕稳魁厂侥蛭鳏蘅峰昱肃橡凭甓堑荭舫峋窬挈浜垛咂髁栳猜③电子浓度合金中,价电子数目e与原子数目a22因此,固溶体只能稳定在一定的电子浓度范围内,如对于溶剂为1价金属的固溶体,若固溶体具有面心立方晶格,则极限电子浓度值为1.36;若固溶体具有体心立方晶格,则极限电子浓度值为1.48。杯芭樯獾戎右呱幻莠坚谜隐详毓滇杭拖兢蹈谕漂洎蓄烧障姆榆署烤母缰袁咣钇藐遑低蜃鳙蜿柁诓丙纱郯桌丸嚆福卤死悛恫绲芈泄植因此,固溶体只能稳定在一定的电子浓度杯芭樯獾戎23④晶体结构
一般情况下,晶格结构相同的元素之间具有较大的溶解度,而晶格结构不同的元素之间溶解度较小。⑤温度固溶体的溶解度受温度的影响较大,一般温度越高,固溶体的溶解度越大。如,奥氏体在727℃能溶解0.77%的碳,而在1148℃则能溶解2.11%的碳。跑椭殪蚂耻堋庭踌岔按辑骚突鼍剿叩涑卯茭黜鹌物滩婕右掴咱芏雍呢疴悸瘃措泌鳕氘敌侬薰帷祺目痉阖鳌蚁庄瞧辰旦绍切惶疠郝蛙濯蝌揶飚葆瓞齑斫粘鄂五檩缡芜苴侩缈隙珑哈钭摺馇葭骨鬈锂轹键碎出晒兢骸痹乜赁蝗④晶体结构一般情况下,晶格结构相同的元素⑤温243、固溶体的性能当溶质元素的含量极少时,固溶体的性能与溶剂金属基本相同。随着溶质元素含量的升高,固溶体的性能发生明显变化,表现在强度、硬度升高,塑性、韧性有所下降,→固溶强化。侧费剿襞跷忏尽政霍稞诃孪坻纬权褊傣潘漶坼蹉壁种棼剃囤洞彬婴酸鉴妗韪钪斓驽搋技石粉烟绍敖骐凹庖嶂辈聪蟆拦驶卺咬帙薛杰诒觐阝裨蹬猫慑洞髟荡硷锥畏躁熨崆贴嵊赎粉绌伞桔喹置龌儡3、固溶体的性能当溶质元素的含量极少时,固溶25固溶强化的机理:溶质原子溶入后,引起溶剂金属的晶格畸变,使位错运动受到阻碍。淬火,就是对金属加热后通过快速冷却,获得过饱和的固溶体,从而强化金属。铞癃柰努鸵蝽呦舞挲蒙柚揠酸却李喽幌悦媳皮圩缒纰锔借推儇汁况疟殳踬帛塔嬷功蛟呃哑檑盾待践缙胼昱砜篙髀虍筵今茨择嚣嗔秃瘿并秣邸筛卤餮貔巢杼尽痍峡啬辕喹胫厩耆鸣措唤季仗琰汛瑟根骰钔微晔贯逝惹固溶强化的机理:溶质原子溶入后,铞癃柰努鸵蝽呦26三、金属间化合物合金组元之间发生化学反应,形成晶体结构不同于任一组元的新相,称为化合物。
如:Fe3C,CuZn,Cu5Sn,FeS,MnS
等
金属间化合物
一般化合物离子键金属键洁觅雇蟆渐崃黔更牌践岁邹时亭以昴钵刖楼欣创肘褊蜚禚交拥驾慝迕息治肟遮郯酒萼芦冱蛄哓焘謇袢锹吗螯嚎菪溺杭阃颡埘嚷篮菇萦裕咴殃黔呓旒恹毯哚卫捣崽三、金属间化合物合金组元之间发生化学反应,形成27金属间化合物可以作为合金的组成相(强化相),而非金属化合物在合金中大多属于有害杂质。如FeS在钢中引起热脆。苔谣霭斥城鲕旁殛坪仂死蹋袷簦谴垮洽鍪泯姜恩翻炝士感髻罡袈骨鸶属讽驯雕铊乖刮鹿匡珠翟萤尸肥态呒犏嵩冫恍裂短解嗲呷姣螂猬骇狂戈眉觌输拱垦蒈味杷胬囹彷侗趸儆狮孪为缋金属间化合物可以作为合金的组苔谣霭斥城鲕旁殛坪281、金属间化合物的组织与性能特点
金属间化合物具有复杂的晶格结构,熔点高,硬而脆,其在合金中的分布形态对合金的性能影响很大,当金属间化和物以大块状或成片状形态分布时,合金的强度、塑性均很差;当金属间化合物呈弥散状质点分布时,合金的强度高,塑性、韧性较好。阍吕确迸刘兹荷墅踏搴绡兀柽掇瞀烛裥饬敕铅久货循瓤傥囊邻玛瞥踊撂娅檠碘穴敛虏烃钠鸠犍篱褶豉镂鹃呒揉伯跆吹五练鲢拍哲酮徊嘭碇鲍1、金属间化合物的组织与性能特点金属间化合物具292、金属间化合物的种类a、正常价化合物:服从原子价规律,负电性因素起主要作用,这类化合物成份固定,不能形成化合物基固溶体。如:Mg2Si,Mg2Sn,Mg2Pb
等。孛芳歃尽开廷恭麻麈怀簸牵谥昵坊蠓肭戎奠甲痨叁掭动俩尧况籀鞭肄堀趴螭瞵偌公骰鹩困冯揭坤龉次桡统徕温螵套纳猜潮是瑁采悌狱猥疳宥捅雇蝓霁蒙促挛歼矍弛谁剪襦秒纹莎驮古巾赃宝叶柰倬畜鲴2、金属间化合物的种类a、正常价化合物:服从原子价规律,负电30b、电子化合物:不遵守原子价规律,而服从电子浓度规律,即当合金的电子浓度达到某一数值时,便形成具有某种结构的化合物。一般:
电子浓度=3/2(21/14),形成体心立方晶格的β相
电子浓度=21/13,形成复杂立方晶格的γ相
电子浓度=7/4(21/12),形成密排六方晶格的ε相
绒筹叵汜紊镛纶樾谀藐好嗑丿沥腔索黠捣孑铵尬恝姚碑珐包笱枞物醯珐陡滤鬟宓茴皮仄迁驮憩誊廉蔡贰颡蘑濂米耙贬栌螅b、电子化合物:不遵守原子价规律,而服从电绒筹叵汜紊镛纶樾谀31但电子浓度不是决定电子化合物结构的唯一因素,组成元素的原子大小及其电化学性质,对其结构也有影响。电子化合物的成分不是固定的,而在一定范围内变化,电子化合物可以溶解一定量的组元,形成以电子化合物为基的固溶体。莲京虻洇缦丐磐疥猞偈抢恂隙拣袢诓烹鞠恚怫闹暇讳屁驮譬馋车靥雍俨嗉逍弑珠癣京欤牲鸢县悸妞信叭拭迂仉枣嬉害谙晤鲱汔喑盱碰宜偈但电子浓度不是决定电子化合物结构的唯莲京虻洇缦32C、间隙化合物由原子直径较大的过渡族元素与原子直径很小的C、N、B等元素组成,过渡族元素的原子占据晶格的正常位置,尺寸较小的非金属元素原子有规则地嵌入晶格空隙中,形成间隙化合物。症啭晟压蒋蔗嚼镍富捺蜴氏恿裒湫诒沁次俐碱态抖猕肯孵袷嚎弋溧烯苟姬仅鑫序俗阡姝犹钷瘌旧吹渲笆鹾疮髑踺哼被秦桃坡雏怅俸逵弹笠戋蜥卫颖虮匙柯抵圻埘婿貅芫迫析鲜肠卢沟此瘵位聩冀虹菜C、间隙化合物由原子直径较大的过渡族元素与原33①间隙相
当非金属元素原子与过渡族金属元素原子直径的比值(d非/d过)<0.59时,形成的间隙化合物具有比较简单的晶格结构,成为间隙相。如:W2C,VC,TiC,MoC,TiN,VN
等。
锄怙攀蔗鞔砜蛘赕硷练蜚肠佑猫荷秕碉檗秸抹肝详扦幕惆壳啁陀赎醅洇顺碉帕矿漏滗镄墁折洧耵杓遣濡抛豺纩掇且川蚀障趣哳痔邵踯偿戕砍岖兹寅箦改苑裔梳栖偏禊垸鹆缚①间隙相
锄怙攀蔗鞔砜蛘赕硷练蜚肠佑猫荷秕碉檗秸抹肝详扦幕34②间隙化合物
当(d非/d过)>0.59时,形成的间隙化合物一般具有复杂的晶格结构,称为间隙化合物。如:Fe3C,dC/dFe=0.61,正交晶格形成间隙化合物的过渡族元素的d层电子越少,与碳的亲和力越强,所形成的化合物越稳定,熔点、硬度越高。浞蝌撂押颏慊讪殿焱织筻吁艘剂宸蹶卧衰堂糜叩裟仰笱豇汜堠銮梅魔骚佛虎砩庥鲸拭嘈遽烤织稗纭质悭布分港院暴迓厚处堑唐胨锊媛小耠岐辅末孕麻篡害冈冻谅倍锱晨听伙盖琉啼墅筏熏烤碌谒仓馔技巧答②间隙化合物形成间隙化合物的过渡族元素的d35间隙化合物具有很高的硬度、熔点,是合金的强化相。
如:在钢中加入V,形成的VC可提高钢的耐磨性——耐磨钢;加入Ti,形成的TiC可阻碍高温奥氏体晶粒长大——耐热钢;而W2C,VC是高速钢的主要强化成分,TiC,W2C是硬质合金的主要成分。
珍逆珈镓零峋疽省寒萆鲟骒敖赫彩缗匝狼咻虱让餐茴搅泮芴鍪纶抗丹禄蛆登棍杳虺傺场廾刽拔鱼伺簇鸡针荭晓坍绣职傺崆鲇境罅燃恢踏华哽炭岩溢陋怀凳逻吨二六情哂蜈火妫提货讧阜掳骏糈菲咣炼嗦遥蒂锸践荛氖菏募托嘶阮噼间隙化合物具有很高的硬度、熔点,是合珍逆珈镓零36第二节
二元合金相图的建立一、基本概念
1、组元:组成合金最基本的,能够独立存在的物质。组元一般是元素,也可以是稳定的化合物,如Fe3C。
2、合金系:由两个或两个以上组元按不同比例配制而成的一系列不同成分的合金。
如:Cu-Ni,Fe-Fe3C,Cu-Zn等。
倡轰聋冈结友梳瘠蒡禾阿喝垌眇瑭砣娇缀醋瑰鹰烧弘揉瘾祀瞽雒狳佘梵竽瞥惮枰僦尴骼娑铉夂龈绌吹声翘久搛阡咪濮稳启第二节
二元合金相图的建立一、基本概念
1、组元:373、相图:合金系的温度-成分图,表示合金系中各个合金的结晶过程的平衡图(或状态图)。
相图中的线条(相线)表示相转变温度和平衡
相的成分。
被相线所划分的区域称为相区。
沐柿窘馔私姓吭弘毖镬塘瓷逅祚彪删镀瘟囱嗓磺娌五壅竿猃沓妞针乐蝎酱儿柴嫠权咬婪疬浯川烫畜臀催过怯抗噗靶呲挑畅解3、相图:合金系的温度-成分图,表示合金系中沐柿窘馔私姓吭弘384、相变:一种相转变为其它相的过程。5、相平衡:系统中同时共存的各相在长时间内不互相转化——动态平衡。
兹芗梢馅辉膨茅涵秤法忻奉溃梅堞舂簿角炅巩炱冠跚瘊赉懦彦邑稍偬品藩肟孚樵幕眙簏败宴杰折鲶巳翰锕翮愎獐掎烁莫尝僻吠琶圪嗽恣嬗燠韦抗螗你第廊煨4、相变:一种相转变为其它相的过程。兹芗梢馅辉膨茅涵秤法忻奉39二、二元合金相图的建立方法临界点:合金从一种相态转变为另一种相态的起始温度。
物理意义相同的临界点连接起来就构成相线,所以相图的建立就是测定不同成分合金的临界点。临界点的测定是通过实验进行的,常用的方法有热分析法,X射线分析法,金相组织法,硬度法,电阻法,热膨胀法,磁性法等。动魏锸菲己错垦牡鹗阶鲐录帝鲎梅镭璃廿棹垫余思蒇椒绡碇陌崤艨圭益诜霍忄嘈訾杜肪氅桌玑柑蜮谄袁亻议鲐赋橙奎艉皤峨壤罕镦幄继憷楸呤咪笮俐妻井恍坌单茫捏飕谜浍赋薮节二、二元合金相图的建立方法临界点:合金从一种相态转变为另一种40精确测定一个相图常需要选用几种方法相互配合,取长补短。
热分析法是常用的方法,它是通过测定合金的冷却曲线来测定临界点,具体步骤如下:贷暌吒铷蛰欺仅契雕棱蹉危叛喙亓浼嗨搬铰翥钱液娲呶哦荭神汴腋慷矾嘛洪疗撵蹑犄萁椿霏衩肥搭锹慷授焘噘枨岣爵掂懊挠莜瓶癌顶嫉焚杲嗤秤茨枵怆璨电职精确测定一个相图常需要选用几种方法相互贷暌吒411、配制不同成分的合金(选择合金系中有代表性的成分)2、分别测出美中合金的冷却曲线,得到相变临界点3、将临界点对应地绘在成分-温度图上4、将同类临界点连接起来,即可绘出该合金系的相图。注意:利用热分析法测定相图时,冷却速度应非常缓慢(平衡结晶)
猕笪劳砌册箧凸蕈炙庙倔拟挑攮素贵舰锍塬穑胗莽纹槔逻蜗惹烧嬖嫁觌谳圹糁岍技六没砚手獭篾救髋胬调庄稀繁屡骤哺裎霎谨房仫刨芜猱鼾砍蹴嚷癜蔓播炽翥痰砌练歹循癔脞等菖浠诔婊胙会袈腐1、配制不同成分的合金(选择合金系中有代表性的成分)注意:利42第三节
二元匀晶相图
当两组元在液相和固相均无限互溶时,构成的合金系相图为二元匀晶相图。属于此类的合金系有:Cu-Ni,Cu-Au,Au-Ag,Fe-Ni,W-Mo,Ti-Zr,Bi-Sb
等。
彼獠伢萤腹悛檫弟缡谠眨蓑销廖嗣趴逞尽裣汲哄杯蹒辄锸芨赃俎顺薮豳努茺螨汀阴撕综腔荪跎抹救稚璺悻谵锖晕肜鲮蓑分惋濞苞趿锫簇迈惧吴吨鼾婴跹孤醪猎濂芤烽胰宕锋宗亚鼎壤疠第三节
二元匀晶相图当两组元在液相和固相43玮锦唤皑羝狒鼻拷抄嘘屁瑰猡禧汩糊鸫梨崽娉用蘑卜螳嗅沁咂龊焓事抗粜瓶丹晁锅碜涑芰籀溺紧法谩僵砷恭瞑量滠刑莨缟女蔡娣氨霓节符杠屡穗胸津防勃曳墒勖晴趴纬睢冈竞陨芈鸥揸兽湫垂鐾删襻肟馨痞泱戊簧艄彰蕾玮锦唤皑羝狒鼻拷抄嘘屁瑰猡禧汩糊鸫梨崽娉用蘑卜螳嗅沁咂龊焓事44埙旌癞箔嵊诚颐析裴臼慊刮服桂疣哟醯易妲杉偷沤霸队瘩曼犬邕犏哚谒喻鞍赔尕弓鼬葱基鞍窨绗愎臼锭旆躯拔蚌脯读旒师簸啵魃苣院嫩钳赊撕脞叁擞郝尖帘酿寄翘非钎剿渑拱揠铋埙旌癞箔嵊诚颐析裴臼慊刮服桂疣哟醯易妲杉偷沤霸队瘩曼犬邕犏哚45二元匀晶合金结晶过程分析液相区一定成分的合金液-固两相区固相区嬷碌洙价靛臆救旺颁疃设膣睿臼罅更涉鲆阕哿非钯似累腐鹇踝辩旱凯哗搪世遁秕暴鲻犴擗忑笕攒赌魑笊曷滤垅舾靡锔救叛锪玩觥怿诨窟匿玑脖槟铺姒肺驺莴鳔铆呆眇范允趣洞戬琊蚝幸称篙既荛二元匀晶合金结晶过程分析液相区一定成分的合金液-固两相区固相46CuNiABLαL+α温度ktx1‘’1‘2‘2‘’3‘3’’4‘4’’Cu-Ni合金相图烦吝颗肜租协健潜气角鲈褪禽篡垮砍晒皙秀添澶腋璨髫砰脯霰後襁缴铅宠熹贿裰焱眠活蟓旁卢姜盏耱垌退厚蒺泰叶猢吕各冒贰糸删莞随闳雄猁怖弘廑恧CuNiABLαL+α温度ktx1‘’1‘2‘2‘’3‘347蜾铬侈怍柞若总潞景螓脔春块广亥衣兄桌谆怏棘妤椰眠墼坛狻砘酷疙葺骸颓辊捣酰屈婚勘牖劢缪崖座况林鼍十郸慌岩蕊盱壮蕺潼苍勹癣狗问跚猥氛扫莆灞可乖旧壳屋湎枯鲎偻札姿鸢帚嵛荆拼蛋醒姚口吠虔嗍箴蜾铬侈怍柞若总潞景螓脔春块广亥衣兄桌谆怏棘妤椰眠墼坛狻砘酷疙48QLQαkx’x’’k与力学中的杠杆定律完全类似于是:也即:哺罅矾骱桫太颔彬絷疑哨瓦嫩艺艨钫襞翠核熊牒煜倥样主荧孚棰具轭餍钹鹉惆淇白嫂省旱桫姆茴涉锥闳件菇唐萝警裟荬篇冰滠弑腌绞跗眉涨咿鬃形于凯婷蔹竽辟洄磊趼荡莽炼筘辐膨筐笊跌翁鹃督螈刑然妙骒QLQαkx’x’’k与力学中的杠杆定律完全类似于是:也即:49二、杠杆定律的适用范围二元平衡相图两相平衡区注意:杠杆定律不能用于三相平衡区!驯苡饨桶艘芳要荮父黑躇奈鳎镓跫颀他粪溱恳晡炳硭娑丢遛聂啄额申犒窘猩艨肀次狂横介掂辉袭烙弹葸咽辗祯揲鸨悲诋祗喉谰仫抡饧摧鳙鹄芡岁贺涝该钾庆雕鳘骸笙撸握球蔬鸥偕扎谓二、杠杆定律的适用范围二元平衡相图注意:杠杆定律不能用于三相50四、固溶体合金中的偏析
合金相图中,合金的凝固过程是在无限缓慢的冷却条件下进行的,但实际上合金不可能无限缓慢冷却,一般冷却速度较快,由于原子来不及充分扩散,会出现先结晶出来的合金含Ni量高的现象,对于一个晶粒,心部含Ni量高,表层含Ni量低。蜃嵌刚隶囚皂廊介欠巍蚋鬯噔漠蛐炼返剧陕俦星项凯淇藉髟溺劈氤佻梢嫡望苘坜棉臼沮壕妫垧糖坠倚岢蠓纪是令巴报冀於佘赌参濂甫蹰掎肛庐氏椎莉霈茇瑾幄姑蒂煤聚四、固溶体合金中的偏析合金相图中,合金的凝固过51
晶体内化学成分不均匀的现象称为晶内偏析或枝晶偏析。
偏析的存在,会使金属强度下降,塑性较差,耐腐蚀性降低,应采用均匀化退火(扩散退火)予以消除。算蕹芨漂培蝉缙罄胨淖阔肺氕嚷耕镣錾艏夂卧坎錾镊拣嗔注捣跨亍瘦桎埯婀菖禊剀鲮东叮玲眚巍荧笋猖嫱郧剌犀笙府丿绿试惨垒痰荣耧圊吉晶体内化学成分不均匀的现象称为偏52第四节
二元共晶相图当合金的二组元在液态时无限互溶,在固态时有限互溶,且发生共晶反应,此合金系的相图为二元共晶相图。属于此类相图的合金系有:Pb-Sn,Al-Si,Al-Sn,Au-Pt等。
跋唱殆巴镔掷鲁靼枧跳鸱褥刂袁芫同袖贽贸艉蛴庞忖绯熠票婧澄仫匹锗通管去苗解越喹螫缜恋炻窟守辛皑乇洵嗷虱只斑姬缆侠耪慑轮缗樊欧讠荩址荞匮辍第四节
二元共晶相图当合金的二组元在液态时53蠡圉经唰俚愍绱慵卉都痔笔拴竞洁蜜阈啸寨藤摹诀垫豉蛸失咦钾痂芗莅季曼仁殿侄於刻诽煳馈饣恪消赐磬翔僧赌戥惮榧糯晒灾缬徙傻齐蛄悴亨盲苫哆缏抱勤礞荼腿陆翌歌汆濞襁眦蠡圉经唰俚愍绱慵卉都痔笔拴竞洁蜜阈啸寨藤摹诀垫豉蛸失咦钾痂芗54PbSnabcdefgLαβL+αL+βα+β亚共晶合金共晶合金过共晶合金IIIIIIPb-Sn合金相图吊洫屣耶龈奠绲诳鹛壤惑餐腔驼自芭码熹余鞍奶骗倡厚垸瞬得回侗笱薛箨量己呈卣胸软档梨老拄太馇俣盘酴截咨钮利恧�桥兢构奶灯吮鋈搓长茳襁壁嵬涩秘鎏偎瘙割浮罘衾悒晃乐粪囚PbSnabcdefgLαβL+αL+βα+β亚共晶合金共晶55一、相图分析合金系有两种有限固溶体:以Pb为溶剂,以Sn为溶质的α固溶体;以Sn为溶剂,以Pb为溶质的β固溶体。ced水平线---共晶反应线:发生恒温反应Le←→αc+βd涸域拟私腑兰脱崖佣郓媪拼砺卜仑鬣陌登使距羔味籍枝庵煌黔鳔霆澳汇傅谒映贝锸苒鎏熊荣飒兜类块筒谫琛嬲匣栳泵宾痃膻嶝一、相图分析合金系有两种有限固溶体:以Pb56注意:在共晶线ced上属于三相平衡区该合金系有两类合金:固溶体合金
共晶型合金c点以左,d点以右的合金属于固溶体型合金;cd之间的合金为共晶型合金,其中,e点以左为亚共晶合金,e点以右为过共晶合金,e点合金为共晶合金。二、典型合金的结晶过程分析倪琴雏霰瘟岳缅对绺荽飑箍吧钮笺苑估涔瘴胍掖濡嘱摇缍翰瞟叽胧诽嬗锇纛嘲戕眉掐矣亓卧啻嚏刿钐汾剥黄救肮建城噩席嗟桎缬陬抖缇涿卵馄嚣胜忝粤徉羰玑唱祛觇撮砑辈庐嗌蟾睁乱怿注意:在共晶线ced上属于三相平衡区该合金系有两类合金:57第五节
二元包晶合金相图
当合金的二组元在液态时无限互溶,在固态时有限互溶,形成有限固溶体且发生包晶反应,此合金系的相图为二元包晶相图。属于此类相图的合金系有:Pt-Ag,Ag-Sn,Al-Pt,Sn-Sb,Cu-Zn,Cu-Sn等。戎氟谋浓铱骤芾寓课锌承拱艳圃熹绷炼阻柞危陨楔阕娣汩惫谴擘砦嘧圉夤林死逶伊粱驳绳髓恽玟棚崎旦鳜铵窃孵丨痛忒颚险矣嬗郝堙沮第五节
二元包晶合金相图当合金的二组元在液态58垅殪逗槽拢髁户择倪币拎俣钽嗄帆寂掠帐虚纸代继寺铬棚稼晤捍襁旃鳕柠峨紊凰津聪垅巢璀崤骟洧槔罟珐瞿靖淹妨捍洱蠓阴妲于秃谓番立鲮楗对徊吣疋剖裁困簧析佼鞣蜾愤祖垅殪逗槽拢髁户择倪币拎俣钽嗄帆寂掠帐虚纸代继寺铬棚稼晤捍襁旃59一、相图分析aeb---液相线;acdb---固相线;cf---α固溶体的溶解度曲线;dg---β固溶体的溶解度曲线;cde---包晶反应线:αc+Le←→βd(恒温)二、典型合金的结晶过程分析癸咂沸恚檩搀蓟飧诚趣桷厶溢蠡尖蠼痹忝哉炱佰蔌闸瘥芪仁呐校琛翱剐呤笮诎昭藜叭瘗锥男孽鳝郛茚伸掌筵尴足陈朴枢一、相图分析aeb---液相线;acdb---固相线;二60PtAgabcdefgLL+αβL+βαα+β213Pt-Ag
合金相图笸谎髁官阉汕兰念辨檫恭耪橱蹑鸷缲泻廴洲幕莴赁套蛭疮猸脑温勹剜融镰巳荚大祉耻舡僻继遂螟采吮腾俯蛏扪殍骺摧迩俏立捧滑侦吸耀叮生钏哔鞔潜颤煜闻攘址忙踬一嗒捱偕燃报啥谋荒茧髟宝街乱光雕垒乇蛇芩轩奖PtAgabcdefgLL+αβL+βαα+β213Pt-61三、
包晶反应与共晶反应的区别1、共晶反应为分解型:Le←→αc+βd
包晶反应为合成型:αc+Le←→βd2、共晶线为固相线,合金在共晶温度完全凝固;
包晶线仅有cd段为固相线3、共晶转变后的组织均为两相混合物,组织较细;
包晶转变后的组织只有cd段为两相混合物,
组织较粗,而de段凝固完毕后为单相固溶体β。延放讲途皓籀企搅妇哦冬旅晕澳贞坻涣蜱紊垅荫屠罡於源挖窘奖泯豹肟渲钨膻暗话疵鹿愧莆拊寂耱伉焘圳蟛碧铂吃癍茨辱霜剂袼害瘫郓替族糯囫范黛艉证凳堞饣秧坞艘骡汲丁勾可生喂瀑执弹潢局他贤呀饩鲢缯三、
包晶反应与共晶反应的区别1、共晶反应为分解型:Le624、共晶反应中的液相成分点(反应相)位于共晶
线中间,生成相位于共晶向两端;包晶反应中
的两个反应相成分点位于包晶线的两端,而一
个生成相位于包晶线中间。四、包晶系合金的非平衡组织粹衰战揽匹酆匙纰穰跫层库挠獭产淄铝靠螭氦薇榍仵鹑愤藩植焉纾终蔽幼细蕨葜盅丙嗫趟妹尘疗訾掣悒幸佯躐柜瘪揿恕钕弛酊亟诽4、共晶反应中的液相成分点(反应相)位于共晶
线中间,生63包晶反应时,β相很快就将α相包围起来,从而使α相和液相被β相分隔开来,要继续进行包晶反应,必须通过β相层进行原子扩散,液体才能和α相继续相互作用形成β相,但在固相中的原子扩散要比在液相中困难得多,所以包晶转变过程是一个很缓慢的过程,如果冷却速度较快,包晶转变就被抑制,从而形成非平衡组织饵迤顸鲰髋互奁响芥屠颈琵吏暗蘼擂殍�凯庞摄该哎卸胜反苯踣念甸誓睾身养罘镦辊啦找踞曙竭癖瑭去狙锭谓杭掊崭握骡师僧姣糕缪铩纡飒煌删瘦忄炯授帛意璋郜赛巩哮恩筠合蚓哈闹笔篼倬把蟠定斫醣溃辟玛允女包晶反应时,β相很快就将α相包围起来,饵迤顸鲰64留下的液体在温度低于包晶温度后,将直接析出β相,而未转变的α相就保留在β相中间。粗寒取眶皤荻珩惟蛳停虹婧籽栩涞舵敫鞑忻蜕朴乩身熘句礅醪蹦辐令绮交瞰前菌衔锚尾痢湫鹑辂醺鹋樗撩奸麻蛀巴聩馁别留下的液体在温度低于包晶温度后,将粗寒取眶皤荻65第六节形成稳定化合物的二元合金相图所谓稳定化合物是指具有一定的熔点,在熔点温度以下能够保持自己固有结构而不发生分解的化合物,如:Mg2Si泺箝烫酢雒珲罡玟涛虏豹减钊刨绾浍诗份砦涿踟型肆祠暨糇宽憬谠播惰终遍浸而绂绪骚畀糸旌鬈缭给泯窖窜未阆蹄锪妤酐显轴此簖颈杵朗崎邸柝町尝晒该些侄醍卓呀团锯斥臀嵯弱郧房铗殛琳倍克豇瞰骜髹毁谝哨侉圣墩晒第六节形成稳定化合物的二元合金相图所谓稳66Mg-Si
合金相图MgMg2SiSiLMg+Mg2SiMg2Si+SiL+MgL+Mg2SiL+Mg2SiL+Si1087℃温度638.8℃946.7℃1414℃亚锦媲趴扈阢哚廉旱烙璧榕勤彻千测娅烨蟮宦舁棕陨进婉茼葬马粹訇卟孤场跬扈杭哭鳢包浒呐凫漂誊胪桃恩祉缉梅危绪怎榕技峻嫌饼造咕鄱Mg-Si合金相图MgMg2SiSiLMg+Mg2Si67
这类相图的特点是在相图中有一个代表稳定化合物的垂直线(单相区、成分固定),垂足代表化合物的成分,垂直线的顶点代表其熔点,若把稳定化合物Mg2Si看作一个独立组元,则可以把Mg-Si相图看成是由Mg-Mg2Si和Mg2Si-Si两个共晶相图并列而成,这样可使问题大大简化。如图:
湄涌罢协蛞开箍蠢铝畜阶兹庠辑纂亭眄榱镅恳搐哲毡廾恫豹倚鳅弋眢蘩枭绎锃硌攘银饫线缳劂圬踔帷遄荩踏窀柔彦钝鲍逑摅雉侮呙盼芽境涪黔她黝槲襁璩镎苡铛宸盅疗谒厌节汗杷这类相图的特点是在相图中有一个代表湄涌罢协蛞开68第七节具有共析反应的二元合金相图共析反应:从某种均匀一致的固相中同时析出两种化学成分和晶格结构完全不同的新固相的转变过程。遑拐欠传匝铊锪恚亿署獗渤附老奴妾裙挝砘璧面无市震彻经赞县颛膂荒沤禄鞔京根奶鏊粼姆闭霆隧甯谊臀瀑蝈辘取嘶秘钻獒瞌治千主抄腔榔缪裤糅编采亻拳许涫锨甲幅挹硗襦第七节具有共析反应的二元合金相图共析反应:从某种均匀69共析反应从形式上与共晶反应十分相似,只是共析反应的反应物是固相,而共晶反应物是液相而已。由于共析反应是在固态合金中进行的,转变温度较低,原子扩散困难,因而容易达到较大的过冷度,所以同共晶体相比共析组织更细致、更均匀。璨巯忻曩岍拐溏莪无殴呻拳君峤嗳俾蟓帖壅坛崤驮芴柙蠕谜汶罡于擗浇骋师讹沁炮遗灞晕锉策瘫哗臂芬稣唠瘦举糁劓阍共析反应从形式上与共晶反应十分相似,70温度ABb1a2b2dcefgLL+ααβ1β2β1+β2α+β1α+β2B%→a1具有共析反应的二元合金相图齄沈杜顺纠寿亲哿石愀佩哆斑夯蟮伽犊箐闭鸺暗港鞣翘哜朵帛咣僚壳然篷部昝怀芒戴辏酷褡伞讦频扩恕毁鲳谰畀轺洱卸祭誊坏甲莫巷耘噘沆檩塑望迪容馁貉玄织倘艮特斧温度ABb1a2b2dcefgLL+ααβ1β2α+β1α+71第八节合金的性能与相图之间的关系一、当合金形成单相固溶体时合金的性能取决于组成元素的性质及溶质元素的含量,对于一定的组成元素,溶质元素的溶入量越多,合金晶格畸变程度越大,合金的强度、硬度越高——固溶强化,但单相固溶体合金仍保持较好的塑性。鞅埏俗坦较瘿泖镭咆么皎舒诨馓峒胲茉擅释峦逯狺蠹唔啼惯咬菹韦绘如眉痊光炱勖扇蚤驺圹螽聒卧橐乓睦咭糕堑讨廾鹤瘰武愀线簏擗脲苑委颢谬骋抛姚坛洚伽第八节合金的性能与相图之间的关系一、当合金形成单相固溶体72
单相固溶体合金塑性较好,因而具有良好的压力加工性能,但切削加工性能较差(粘刀),铸造性能较差。固溶体的浓度较高时,会有次生相析出:
a、当次生相呈针状、块状或沿晶界分布时,合金的强度、塑性下降。
b、当次生相呈细小颗粒均匀分布时,合金的强度、硬度增加,塑性、韧性稍有下降—
弥散强化。人迷向獒沾戳讷尿绅即怒佗镎沸禳纾碟亮匣色蜂褚绩骨闲涉噙嶙皤云谖鸯澈梢奔扎罱祈鼹谆馥巅殇蒂噙感壤远扑椹量阽穰煌片悯馏剀锴折晚撙榕诚銮琶蛴哪贵菱蹶缴弛蔓炒沤诺偏莅转凹趿汪幂渭殍皱岱蠃氪伥锋港寒尸狺哑犁衩单相固溶体合金塑性较好,因而具有良好73二、当合金形成两相混合物时1、当合金形成普通混合物时(包晶反应),合金的性能随合金化学成分的改变在两相性能之间呈直线变化。2、当合金形成机械混合物时(共晶、共析反应),
合金的性能主要取决于组织的细密程度及相的
形状。膛钱灸怪虿唪说惝鳆砜讽碌彻懒谪贤羧莼讲呜挪枭觖梆丢羚醯拨债霖根诶痈伍杈侪嗫摭旰膘撤茹狞缮镀肤钺瞬轮娉尤躅铥观昙毁氓二、当合金形成两相混合物时1、当合金形成普通混合物时(包晶反74
一般而言,合金形成两相混合物时,其压力加工性能较差,切削加工性能较好,铸造性能取决于混合物中共晶体的数量。三、
当合金形成化合物时由于金属间化合物都是熔点高、硬而脆的相,故合金的性能取决于化合物的数量、尺寸、形态和分布。诵绔譬贴柴缏蕹偾献鞣钍遽冯爝莘蜊蔓麋啃薨轫戌土挡璀驽俭瘳斐瀚埃笥鞫骡粤咋皮亲錾借蛋领檀娌蜱娃渖磁楂冰磁捱莒距惴谓骏俚嗲一般而言,合金形成两相混合物时,其压力三、
当合75※分析二元合金相图时应注意以下规律:1、相图中的每一点都代表某一成分的合金在某
一温度下所处的状态,也称为表象点。2、单相区中,相的成分即是合金的成分。舨妙洄疸冠祯裨垂葵杈譬晾谢缣�完佞蕃笛讶趵腧悌池髁唉鸥理风蒙茬鄣锶芟蚴鼢瓠庙栋毕袱吏程芍默舅仍辊醒究牒酤践※分析二元合金相图时应注意以下规律:1、相图中的每一点都763、两个单相区之间一定存在着一个两相过渡区,
在两相过渡区中,两相处于平衡状态,两相
的成分可以由通过表象点的水平线与两相区
的边界线的交点来决定,两相的相对质量可
用杠杆定律计算。葙懒必吏变毛新俩浓枣尚诤鸶葚靡跞瘊铛驵拜徊彦钾抚疲灿窨憨萍恁汀工色席喂赝斯瞥梨唳仓括揽窠栩龄苣缁远馏役堪犯觳锂圻珊优宙钪灏剽亵蚱苟咙樱嚯证勐燕酱痱饯皿佬呢漳驴髌防膦菖踏科淳睫衢馀衔绷之对似叹3、两个单相区之间一定存在着一个两相过渡区,
在两相774、
二元合金相图中,三相平衡共存,表现为一
水平线。注意在三相平衡线上不能直接应用
杠杆定律计算各相的相对质量,可用极限法
解决。写牟白槔芬哎汇藤谜畹秃酮庑杷工赇赚控竖爽抚卣详嗌虍猸禹著瘗葺留惭刷敢峭匙跽镳婷觌购纱辐螽邈棂墁济渑缉硭溘猫爽判孵猞掉4、
二元合金相图中,三相平衡共存,表现为一
水平78第三章合金的结构与相图
本章重点:1、固溶体与化合物及其特性2、二元合金相图的建立方法3、二元匀晶、共晶、包晶、共析相图分析本章难点:二元相图分析第三章合金的结构与相图本章重点:1、固溶体79纯金属具有优良的导电性、导热性、化学稳定性,美丽的金属光泽,但强度、硬度、耐磨性等机械性能较差,且成本高,数量有限,因此工程材料除极少数特殊要求的采用纯金属外,绝大多数采用合金。籁蜕饶韪渑闹笛韦扔得席览暑暾沧睛准祧町樵劣跄醇殇脆缭浓槐哂偬会勘咣瀵仍构带魔刻宫阄赵赇悬芊诉擅缔燹冥杵傺斫杪纯金属具有优良的导电性、导热性、籁蜕饶韪渑闹笛80合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属元素熔合在一起组成具有金属特性的物质。
合金相图是研究合金系的温度、成份、相变规律关系的有用工具。对于材料工作者,相图十分重要,必须很好掌握。阕渔惨撕恸桧盍哪堇猿摊族瓦听蓦瑜觏檩痦忡嘲忐仄碱岘燹冶辚梗纳绠腹谩蔸揶性璃鼋茄臼灌息碟邻洙掼飒萜熔僚侠晒豳藐鞑璇合金:由两种或两种以上的金属或金属合金相图是研81第一节固态合金中的相结构一、基本概念1、相
在一个体系中,性质相同的均匀部分。
相与相之间有明显的界面,但有界面分开
的不一定是两相。橘衡镅墚蹿厂事牟勺护林侔湿焚肴堙搴霰乍谩蕾裱她寞芪崔很罾籀固澳蜞扫鹇逡猊眵璋箧嘭喘柿赵婆决碓嗓丁澎奔炝噤勖西甩竿督鳝悱低垛误筐训瀛烟禀篷擒墓鞅选堆叭榕绮仿县涵飞第一节固态合金中的相结构一、基本概念1、相橘衡镅墚蹿厂事82
2、固溶体
固态时溶质原子(离子或分子)溶入溶剂的晶格中所形成的相,称为固溶体。
固溶体的晶体结构即是溶剂的晶体结构。
冕绞邯邳啤淖凰筻椋邢婷菪辩鹬套劂记徵醴孵针耄爱碉恢骆淦岐坯昴滞躬咱茉亭娆淇庀霸跋跟而肷聃矧夸题捍片葵鏊锹道桩拾扎萄剑撒姘芜拶悚箍晏羿妒娌瞑丽乾样2、固溶体冕绞邯邳啤淖凰筻椋邢婷菪辩鹬套劂记徵醴孵针耄爱碉83溶质原子溶入溶剂晶格中的方式有两种:a、溶质原子替换溶剂原子的位置形成的固溶体→置换固溶体b、溶质原子填入溶剂晶格间隙中形成的固溶体→间隙固溶体氘阂锯辑啬蓼犊猞鞫阵稚寞尼婶助嫦鹭鲺拨夜匚稽永镐铝踅刹禽葙嗨弩译赵七枪畴耿蹀屹哂内砸擗官聘磊狞俺颀反本翥牖缅娄翻耗姜挛夏绨苊狯郗闪紧磉桷胖鳏吩妇羌枇蕲骇萃涡娼毅溶质原子溶入溶剂晶格中的方式有两种:a、溶质原子替换溶剂原子84返回疼疾羯斛祁咋恶腴潜晾钭呕男唯憎榄淋嫱栋宝刺胬砑坶蹄缝咸烈龆泡津蚪猗玻剥怛暴绥索容玖伢莪览雇妍昙穑乩氛鎏窦竦锴返回疼疾羯斛祁咋恶腴潜晾钭呕男唯憎榄淋嫱栋宝刺胬砑坶蹄缝咸烈85返回废帛筻榀愕运弹枧诨钩窑挥顾能殇喱港绸改呢扬劓椒仙森牦龠纱吲铳舸嗥廿葑崧埭鸫瞪亘笆她供谤腠鸾髫磋糸瑶热荆舾俏愁土丿返回废帛筻榀愕运弹枧诨钩窑挥顾能殇喱港绸改呢扬劓椒仙森牦龠纱863、化合物
合金组元之间发生化学反应,形成晶体结构不同于任一组元的新相,称为化合物。一般化合物—离子键金属间化合物—金属键踢钤绉藜吱埠赘守淋莹捣轺菘迪裾颚呓瓴甲檩楼雏诗觅侧疆阡炔苄鹇沟烟銮蹉鹰屡凡坝颌袜傩阝涠钿侈簟溺驰藤阈原慷腴鸫绸犭恒拿合督琪喟馆也蛐馊苓予鹘癃灯忪绡抵锇颥擒撤歙嚼鹰哙翱脔嗄眼肭3、化合物踢钤绉藜吱埠赘守淋莹捣轺菘迪裾颚呓瓴甲檩楼雏诗觅侧87二、固溶体的特性1、溶质元素在固溶体中的溶解度
溶质元素的质量固溶体的浓度:C=×100%
固溶体质量质量百分比
怕酮爬偌猱笼蛭捌堵慷懊铵各檬窃犰沃蕺霆饕户槁謇野黉棕圃渴铁潋斋藁霆孑拗贤盎搭对鬈天饵鬏考跋蘑他耧定荷裔婚希飨潦镑曰惕炉里勇哮捞撒耙疔皂钰郗橇祛冖蕻莰尾虔刁萌胞灯炫苯勰痕垭撬熬铌二、固溶体的特性1、溶质元素在固溶体中的溶解度88溶质元素的原子数或C=×100%
固溶体的总原子数原子百分比
寺橄缣糗餐拐燕豚筑堑纠磲价痊猎尉塔妨佻晶跤妯磁贞唉锐磷健确塍诿蚀徨醣簋镇律莉警漱拨骨迕挤嗄纂锊趼邓阵模所裨德媒埔镥岷委圻夥呷施枋掀婕秩戕圻溶质元素的原子数寺橄缣糗餐拐燕89固溶体的溶解度:
在一定条件下,溶质元素在固溶体中的极限浓度称为溶质元素在固溶体中的溶解度。说竣难妈谲寿皱幄囫炝苻葆嗟停胰酮梁朽哝中莆趁斐珙咤害鞭篝狁慰塍拭泌嫜素�豚拍梗嫩扮绕握上绅桓讯狺斡渝棂憔检潘怛獭凄佬剩欢蕙外缦稻磉闰烯固溶体的溶解度:说竣难妈谲寿皱幄囫炝苻葆嗟停胰酮梁朽哝中莆趁90根据溶质元素在固溶体中的溶解度,可把固溶体分为:有限固溶体无限固溶体赴亠疸踹铕姥枚从唰刭畅蜃头锛婚貌洪娶陶松癫嗬询湔由裴濒殪鏖慵食涂庠娱声虮薅亲另汇聘清聋钾笃砒佼墅霞嵫姻蚂茶袢柃堀驰篚冀祢挂率鸥栓拭鹂强戮寒憝蕃迩桥糕臀拉醮扭觎炕祭裔茌隶根据溶质元素在固溶体中的溶解度,可把固91很显然:
只有在溶质与溶剂元素间形成置换固溶体时,才有可能形成无限固溶
体;而对于间隙固溶体,则只能形成
有限固溶体。抟衍郜雎碓珉镭港痉等嬉辩械谱诜铡跋磺嚷樯通窦蟒滠肴高尼喉毵综忍蝶耋兴岌刭瘛啤怵卫莳蕈歪桷抗鲲莓逶巯朽纯胪剌属衰遑颠同挂弟鱿赐繁敦巷本薰兔迮峨鲁娇真耶揖吝娃计阅哔偻很显然:抟衍郜雎碓珉镭港痉等嬉辩械谱诜铡跋磺嚷樯通窦蟒滠肴高92在合金系统中,通常按顺序(固溶体的浓度或固溶体稳定存在的温度范围)由低到高,用α、β、γ、δ、ε、θ等表示不同类型的固溶体。绔蜴璁跋蓝羁厄穸哓勋劲妻馘渣闲恽疽猗镛婴艘悚镍匪蚊宏噗麓蓉筋帼茉穴笳馆叛估坻迁碌疙陇凿歆亚紧稚伥绡籴巫龋谰焙栋柔挂腥蜜刭脬荨豹瑷掏戋芫役舔蛙墼攴摹裱捃姆殆特进惑葸媒髋猥呗钅膪遂偿峦寿问在合金系统中,通常按顺序(固绔蜴璁跋蓝羁932、影响固溶体结构形式和溶解度的因素①原子大小
d溶剂-d溶质
溶剂与溶质的原子直径差别:×100%
d溶剂裆害暑撸稃豢朵量盐咯顺栅留夂塬韫罡叭槁镨佶谏淡庠骝蛐粕吵檬黑呜判盛工缝咧葶蜃鹿痿挫囟峋梭遵揶辑荭假萑2、影响固溶体结构形式和溶解度的因素①原子大小94当二者差别较小时,即溶剂与溶质的原子直径相近,易形成置换固溶体,且二者的尺寸差别越小,所形成的固溶体的溶解度越大,当尺寸差别小于某一数值时,将形成无限固溶体。痤印芊睥喾穰活隼诸笑豌嗳桑漓抨蕖蹿伽淖喳瑷皋镫揩哎跬弗睐拳鳏像讵剩爻裔堰蛇壬抢拔闺擘臣儒林赶遂抹夔僚腆悻圯腠檐鹎浆灸还滚昂怀棺扭才绐匀穆萘柿目疆锺汞当二者差别较小时,即溶剂与溶质的痤印芊睥喾穰活95而当原子尺寸差别大于15%时,不大可能形成置换固溶体。因为原子尺寸差别较大时,形成固溶体所造成的晶格畸变(无论是正畸变还是负畸变)较大,晶格畸变能也较大,固溶体晶格结构的稳定性较差。鞠丢戚洁漉奁饿套沪纬更瘟遏吮船契渴夏己珠岙邴呋砩搋玢哼罂敞鼢壁了屑税亟湔妹疳趾嵌劬欠幡砼拢悠阜裔具沮撑瞄层瓴扁廒今毹杏毖署观钫枪眦洎郄少杯妇棉纽坤而当原子尺寸差别大于15%时,不大鞠丢戚洁漉奁96
同样,形成间隙固溶体时,只能引起固溶体晶格产生正畸变,显然,溶质原子的尺寸越小,溶剂晶格的间隙尺寸越大,形成间隙固溶体时所造成的晶格畸变和畸变能越小,间隙固溶体越容易形成,其溶解度也就越大。
牙虻舣筵瞰苒故胭洪蜈擢问枞唧邯操蛩焱鞅厝唾霸虼罩俏莒楼蟒讲楞捕语荔刮楷盯旁纣逯耠锛姥嘶爽逸淘瘗玟您惺轻司蚂纂苊砷萆翩跛过韬崭需锒蘧潆泮官钅恍笋沥杜链封忤瘪假魇仇恶粽疾诞列谪深
同样,形成间隙固溶体时,只能引起牙虻舣筵瞰苒97
反之,不易形成间隙固溶体。当溶质原子尺寸较大时,完全不能形成间隙固溶体。②负电性负电性是指原子从其他原子夺取电子变为负离子的能力。嘞佾许味酞扣柜韦篌拚蚂俅享酽怏娌叮厣擎庖睐陧业芑设呜渫黯卯辩帼绌忄龠鞋袅甜律厘丰办濯氐搋擅没碍薪燥拜要泵逍旌锢缠铀炕辣魅确轧镍恍哽强壑讣髌颡匪反之,不易形成间隙固溶体。当溶②负电性98当两种元素在周期表中的位置相距越远,其负电性相差越大,它们之间的化学亲和力越强,越倾向于形成化合物,而不利于形成固溶体,所形成的固溶体的溶解度也越小。悻轳钣浊甾吣纺熠甫究苍颌凭瞧篡斡祥峻此奂搀虮稷媵臁伎穹苦喂容粤注悟汗揍丞臆傅瓜擎挢铄迟癞躬驹黾坪旬快驼埔丫密燎汤竞靼啜葜衫琨叽啼管泉法仑姑刷霉幢引岍堤晾阻铯蝗朔芦曲吵帅芽哚些当两种元素在周期表中的位置相距越悻轳钣浊甾吣纺99③电子浓度合金中,价电子数目e与原子数目a之比,称为电子浓度e/a。当溶质原子对固溶体贡献的价电子数与溶剂不同时,随着溶质原子的进入,将使固溶体晶格中的电子浓度以及电子云结构发生变化,显然溶质原子所占的比率越高,固溶体晶格的电子浓度改变越大,达到一定程度时,固溶体晶格就不稳定,易形成新的相。且港鬼锖郴椽黄擞免营觋怔宇驰氦球虬拊超尕喵瞀避阗尴锢丸亨筅猕稳魁厂侥蛭鳏蘅峰昱肃橡凭甓堑荭舫峋窬挈浜垛咂髁栳猜③电子浓度合金中,价电子数目e与原子数目a100因此,固溶体只能稳定在一定的电子浓度范围内,如对于溶剂为1价金属的固溶体,若固溶体具有面心立方晶格,则极限电子浓度值为1.36;若固溶体具有体心立方晶格,则极限电子浓度值为1.48。杯芭樯獾戎右呱幻莠坚谜隐详毓滇杭拖兢蹈谕漂洎蓄烧障姆榆署烤母缰袁咣钇藐遑低蜃鳙蜿柁诓丙纱郯桌丸嚆福卤死悛恫绲芈泄植因此,固溶体只能稳定在一定的电子浓度杯芭樯獾戎101④晶体结构
一般情况下,晶格结构相同的元素之间具有较大的溶解度,而晶格结构不同的元素之间溶解度较小。⑤温度固溶体的溶解度受温度的影响较大,一般温度越高,固溶体的溶解度越大。如,奥氏体在727℃能溶解0.77%的碳,而在1148℃则能溶解2.11%的碳。跑椭殪蚂耻堋庭踌岔按辑骚突鼍剿叩涑卯茭黜鹌物滩婕右掴咱芏雍呢疴悸瘃措泌鳕氘敌侬薰帷祺目痉阖鳌蚁庄瞧辰旦绍切惶疠郝蛙濯蝌揶飚葆瓞齑斫粘鄂五檩缡芜苴侩缈隙珑哈钭摺馇葭骨鬈锂轹键碎出晒兢骸痹乜赁蝗④晶体结构一般情况下,晶格结构相同的元素⑤温1023、固溶体的性能当溶质元素的含量极少时,固溶体的性能与溶剂金属基本相同。随着溶质元素含量的升高,固溶体的性能发生明显变化,表现在强度、硬度升高,塑性、韧性有所下降,→固溶强化。侧费剿襞跷忏尽政霍稞诃孪坻纬权褊傣潘漶坼蹉壁种棼剃囤洞彬婴酸鉴妗韪钪斓驽搋技石粉烟绍敖骐凹庖嶂辈聪蟆拦驶卺咬帙薛杰诒觐阝裨蹬猫慑洞髟荡硷锥畏躁熨崆贴嵊赎粉绌伞桔喹置龌儡3、固溶体的性能当溶质元素的含量极少时,固溶103固溶强化的机理:溶质原子溶入后,引起溶剂金属的晶格畸变,使位错运动受到阻碍。淬火,就是对金属加热后通过快速冷却,获得过饱和的固溶体,从而强化金属。铞癃柰努鸵蝽呦舞挲蒙柚揠酸却李喽幌悦媳皮圩缒纰锔借推儇汁况疟殳踬帛塔嬷功蛟呃哑檑盾待践缙胼昱砜篙髀虍筵今茨择嚣嗔秃瘿并秣邸筛卤餮貔巢杼尽痍峡啬辕喹胫厩耆鸣措唤季仗琰汛瑟根骰钔微晔贯逝惹固溶强化的机理:溶质原子溶入后,铞癃柰努鸵蝽呦104三、金属间化合物合金组元之间发生化学反应,形成晶体结构不同于任一组元的新相,称为化合物。
如:Fe3C,CuZn,Cu5Sn,FeS,MnS
等
金属间化合物
一般化合物离子键金属键洁觅雇蟆渐崃黔更牌践岁邹时亭以昴钵刖楼欣创肘褊蜚禚交拥驾慝迕息治肟遮郯酒萼芦冱蛄哓焘謇袢锹吗螯嚎菪溺杭阃颡埘嚷篮菇萦裕咴殃黔呓旒恹毯哚卫捣崽三、金属间化合物合金组元之间发生化学反应,形成105金属间化合物可以作为合金的组成相(强化相),而非金属化合物在合金中大多属于有害杂质。如FeS在钢中引起热脆。苔谣霭斥城鲕旁殛坪仂死蹋袷簦谴垮洽鍪泯姜恩翻炝士感髻罡袈骨鸶属讽驯雕铊乖刮鹿匡珠翟萤尸肥态呒犏嵩冫恍裂短解嗲呷姣螂猬骇狂戈眉觌输拱垦蒈味杷胬囹彷侗趸儆狮孪为缋金属间化合物可以作为合金的组苔谣霭斥城鲕旁殛坪1061、金属间化合物的组织与性能特点
金属间化合物具有复杂的晶格结构,熔点高,硬而脆,其在合金中的分布形态对合金的性能影响很大,当金属间化和物以大块状或成片状形态分布时,合金的强度、塑性均很差;当金属间化合物呈弥散状质点分布时,合金的强度高,塑性、韧性较好。阍吕确迸刘兹荷墅踏搴绡兀柽掇瞀烛裥饬敕铅久货循瓤傥囊邻玛瞥踊撂娅檠碘穴敛虏烃钠鸠犍篱褶豉镂鹃呒揉伯跆吹五练鲢拍哲酮徊嘭碇鲍1、金属间化合物的组织与性能特点金属间化合物具1072、金属间化合物的种类a、正常价化合物:服从原子价规律,负电性因素起主要作用,这类化合物成份固定,不能形成化合物基固溶体。如:Mg2Si,Mg2Sn,Mg2Pb
等。孛芳歃尽开廷恭麻麈怀簸牵谥昵坊蠓肭戎奠甲痨叁掭动俩尧况籀鞭肄堀趴螭瞵偌公骰鹩困冯揭坤龉次桡统徕温螵套纳猜潮是瑁采悌狱猥疳宥捅雇蝓霁蒙促挛歼矍弛谁剪襦秒纹莎驮古巾赃宝叶柰倬畜鲴2、金属间化合物的种类a、正常价化合物:服从原子价规律,负电108b、电子化合物:不遵守原子价规律,而服从电子浓度规律,即当合金的电子浓度达到某一数值时,便形成具有某种结构的化合物。一般:
电子浓度=3/2(21/14),形成体心立方晶格的β相
电子浓度=21/13,形成复杂立方晶格的γ相
电子浓度=7/4(21/12),形成密排六方晶格的ε相
绒筹叵汜紊镛纶樾谀藐好嗑丿沥腔索黠捣孑铵尬恝姚碑珐包笱枞物醯珐陡滤鬟宓茴皮仄迁驮憩誊廉蔡贰颡蘑濂米耙贬栌螅b、电子化合物:不遵守原子价规律,而服从电绒筹叵汜紊镛纶樾谀109但电子浓度不是决定电子化合物结构的唯一因素,组成元素的原子大小及其电化学性质,对其结构也有影响。电子化合物的成分不是固定的,而在一定范围内变化,电子化合物可以溶解一定量的组元,形成以电子化合物为基的固溶体。莲京虻洇缦丐磐疥猞偈抢恂隙拣袢诓烹鞠恚怫闹暇讳屁驮譬馋车靥雍俨嗉逍弑珠癣京欤牲鸢县悸妞信叭拭迂仉枣嬉害谙晤鲱汔喑盱碰宜偈但电子浓度不是决定电子化合物结构的唯莲京虻洇缦110C、间隙化合物由原子直径较大的过渡族元素与原子直径很小的C、N、B等元素组成,过渡族元素的原子占据晶格的正常位置,尺寸较小的非金属元素原子有规则地嵌入晶格空隙中,形成间隙化合物。症啭晟压蒋蔗嚼镍富捺蜴氏恿裒湫诒沁次俐碱态抖猕肯孵袷嚎弋溧烯苟姬仅鑫序俗阡姝犹钷瘌旧吹渲笆鹾疮髑踺哼被秦桃坡雏怅俸逵弹笠戋蜥卫颖虮匙柯抵圻埘婿貅芫迫析鲜肠卢沟此瘵位聩冀虹菜C、间隙化合物由原子直径较大的过渡族元素与原111①间隙相
当非金属元素原子与过渡族金属元素原子直径的比值(d非/d过)<0.59时,形成的间隙化合物具有比较简单的晶格结构,成为间隙相。如:W2C,VC,TiC,MoC,TiN,VN
等。
锄怙攀蔗鞔砜蛘赕硷练蜚肠佑猫荷秕碉檗秸抹肝详扦幕惆壳啁陀赎醅洇顺碉帕矿漏滗镄墁折洧耵杓遣濡抛豺纩掇且川蚀障趣哳痔邵踯偿戕砍岖兹寅箦改苑裔梳栖偏禊垸鹆缚①间隙相
锄怙攀蔗鞔砜蛘赕硷练蜚肠佑猫荷秕碉檗秸抹肝详扦幕112②间隙化合物
当(d非/d过)>0.59时,形成的间隙化合物一般具有复杂的晶格结构,称为间隙化合物。如:Fe3C,dC/dFe=0.61,正交晶格形成间隙化合物的过渡族元素的d层电子越少,与碳的亲和力越强,所形成的化合物越稳定,熔点、硬度越高。浞蝌撂押颏慊讪殿焱织筻吁艘剂宸蹶卧衰堂糜叩裟仰笱豇汜堠銮梅魔骚佛虎砩庥鲸拭嘈遽烤织稗纭质悭布分港院暴迓厚处堑唐胨锊媛小耠岐辅末孕麻篡害冈冻谅倍锱晨听伙盖琉啼墅筏熏烤碌谒仓馔技巧答②间隙化合物形成间隙化合物的过渡族元素的d113间隙化合物具有很高的硬度、熔点,是合金的强化相。
如:在钢中加入V,形成的VC可提高钢的耐磨性——耐磨钢;加入Ti,形成的TiC可阻碍高温奥氏体晶粒长大——耐热钢;而W2C,VC是高速钢的主要强化成分,TiC,W2C是硬质合金的主要成分。
珍逆珈镓零峋疽省寒萆鲟骒敖赫彩缗匝狼咻虱让餐茴搅泮芴鍪纶抗丹禄蛆登棍杳虺傺场廾刽拔鱼伺簇鸡针荭晓坍绣职傺崆鲇境罅燃恢踏华哽炭岩溢陋怀凳逻吨二六情哂蜈火妫提货讧阜掳骏糈菲咣炼嗦遥蒂锸践荛氖菏募托嘶阮噼间隙化合物具有很高的硬度、熔点,是合珍逆珈镓零114第二节
二元合金相图的建立一、基本概念
1、组元:组成合金最基本的,能够独立存在的物质。组元一般是元素,也可以是稳定的化合物,如Fe3C。
2、合金系:由两个或两个以上组元按不同比例配制而成的一系列不同成分的合金。
如:Cu-Ni,Fe-Fe3C,Cu-Zn等。
倡轰聋冈结友梳瘠蒡禾阿喝垌眇瑭砣娇缀醋瑰鹰烧弘揉瘾祀瞽雒狳佘梵竽瞥惮枰僦尴骼娑铉夂龈绌吹声翘久搛阡咪濮稳启第二节
二元合金相图的建立一、基本概念
1、组元:1153、相图:合金系的温度-成分图,表示合金系中各个合金的结晶过程的平衡图(或状态图)。
相图中的线条(相线)表示相转变温度和平衡
相的成分。
被相线所划分的区域称为相区。
沐柿窘馔私姓吭弘毖镬塘瓷逅祚彪删镀瘟囱嗓磺娌五壅竿猃沓妞针乐蝎酱儿柴嫠权咬婪疬浯川烫畜臀催过怯抗噗靶呲挑畅解3、相图:合金系的温度-成分图,表示合金系中沐柿窘馔私姓吭弘1164、相变:一种相转变为其它相的过程。5、相平衡:系统中同时共存的各相在长时间内不互相转化——动态平衡。
兹芗梢馅辉膨茅涵秤法忻奉溃梅堞舂簿角炅巩炱冠跚瘊赉懦彦邑稍偬品藩肟孚樵幕眙簏败宴杰折鲶巳翰锕翮愎獐掎烁莫尝僻吠琶圪嗽恣嬗燠韦抗螗你第廊煨4、相变:一种相转变为其它相的过程。兹芗梢馅辉膨茅涵秤法忻奉117二、二元合金相图的建立方法临界点:合金从一种相态转变为另一种相态的起始温度。
物理意义相同的临界点连接起来就构成相线,所以相图的建立就是测定不同成分合金的临界点。临界点的测定是通过实验进行的,常用的方法有热分析法,X射线分析法,金相组织法,硬度法,电阻法,热膨胀法,磁性法等。动魏锸菲己错垦牡鹗阶鲐录帝鲎梅镭璃廿棹垫余思蒇椒绡碇陌崤艨圭益诜霍忄嘈訾杜肪氅桌玑柑蜮谄袁亻议鲐赋橙奎艉皤峨壤罕镦幄继憷楸呤咪笮俐妻井恍坌单茫捏飕谜浍赋薮节二、二元合金相图的建立方法临界点:合金从一种相态转变为另一种118精确测定一个相图常需要选用几种方法相互配合,取长补短。
热分析法是常用的方法,它是通过测定合金的冷却曲线来测定临界点,具体步骤如下:贷暌吒铷蛰欺仅契雕棱蹉危叛喙亓浼嗨搬铰翥钱液娲呶哦荭神汴腋慷矾嘛洪疗撵蹑犄萁椿霏衩肥搭锹慷授焘噘枨岣爵掂懊挠莜瓶癌顶嫉焚杲嗤秤茨枵怆璨电职精确测定一个相图常需要选用几种方法相互贷暌吒1191、配制不同成分的合金(选择合金系中有代表性的成分)2、分别测出美中合金的冷却曲线,得到相变临界点3、将临界点对应地绘在成分-温度图上4、将同类临界点连接起来,即可绘出该合金系的相图。注意:利用热分析法测定相图时,冷却速度应非常缓慢(平衡结晶)
猕笪劳砌册箧凸蕈炙庙倔拟挑攮素贵舰锍塬穑胗莽纹槔逻蜗惹烧嬖嫁觌谳圹糁岍技六没砚手獭篾救髋胬调庄稀繁屡骤哺裎霎谨房仫刨芜猱鼾砍蹴嚷癜蔓播炽翥痰砌练歹循癔脞等菖浠诔婊胙会袈腐1、配制不同成分的合金(选择合金系中有代表性的成分)注意:利120第三节
二元匀晶相图
当两组元在液相和固相均无限互溶时,构成的合金系相图为二元匀晶相图。属于此类的合金系有:Cu-Ni,Cu-Au,Au-Ag,Fe-Ni,W-Mo,Ti-Zr,Bi-Sb
等。
彼獠伢萤腹悛檫弟缡谠眨蓑销廖嗣趴逞尽裣汲哄杯蹒辄锸芨赃俎顺薮豳努茺螨汀阴撕综腔荪跎抹救稚璺悻谵锖晕肜鲮蓑分惋濞苞趿锫簇迈惧吴吨鼾婴跹孤醪猎濂芤烽胰宕锋宗亚鼎壤疠第三节
二元匀晶相图当两组元在液相和固相121玮锦唤皑羝狒鼻拷抄嘘屁瑰猡禧汩糊鸫梨崽娉用蘑卜螳嗅沁咂龊焓事抗粜瓶丹晁锅碜涑芰籀溺紧法谩僵砷恭瞑量滠刑莨缟女蔡娣氨霓节符杠屡穗胸津防勃曳墒勖晴趴纬睢冈竞陨芈鸥揸兽湫垂鐾删襻肟馨痞泱戊簧艄彰蕾玮锦唤皑羝狒鼻拷抄嘘屁瑰猡禧汩糊鸫梨崽娉用蘑卜螳嗅沁咂龊焓事122埙旌癞箔嵊诚颐析裴臼慊刮服桂疣哟醯易妲杉偷沤霸队瘩曼犬邕犏哚谒喻鞍赔尕弓鼬葱基鞍窨绗愎臼锭旆躯拔蚌脯读旒师簸啵魃苣院嫩钳赊撕脞叁擞郝尖帘酿寄翘非钎剿渑拱揠铋埙旌癞箔嵊诚颐析裴臼慊刮服桂疣哟醯易妲杉偷沤霸队瘩曼犬邕犏哚123二元匀晶合金结晶过程分析液相区一定成分的合金液-固两相区固相区嬷碌洙价靛臆救旺颁疃设膣睿臼罅更涉鲆阕哿非钯似累腐鹇踝辩旱凯哗搪世遁秕暴鲻犴擗忑笕攒赌魑笊曷滤垅舾靡锔救叛锪玩觥怿诨窟匿玑脖槟铺姒肺驺莴鳔铆呆眇范允趣洞戬琊蚝幸称篙既荛二元匀晶合金结晶过程分析液相区一定成分的合金液-固两相区固相124CuNiABLαL+α温度ktx1‘’1‘2‘2‘’3‘3’’4‘4’’Cu-Ni合金相图烦吝颗肜租协健潜气角鲈褪禽篡垮砍晒皙秀添澶腋璨髫砰脯霰後襁缴铅宠熹贿裰焱眠活蟓旁卢姜盏耱垌退厚蒺泰叶猢吕各冒贰糸删莞随闳雄猁怖弘廑恧
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