材料科学基础合金相结构优秀PPT.ppt

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1、材料科学基础合金相结构你现在浏览的是第一页，共72页v2.3.1 固溶体v固溶体溶质分子完全溶于固态溶剂中，并保持溶剂元素晶格类型的合金相 v1.固溶体的特点v固溶体的结构与溶剂相同v固溶体的成分可在一定范围变化v固溶体一般位于相图的两侧v固溶体的强度、硬度比纯金属高，导电性下降v在多相合金中，固溶体一般作为基体相 你现在浏览的是第二页，共72页2.固溶体的分类你现在浏览的是第三页，共72页你现在浏览的是第四页，共72页你现在浏览的是第五页，共72页3.置换固溶体你现在浏览的是第六页，共72页你现在浏览的是第七页，共72页你现在浏览的是第八页，共72页你现在浏览的是第九页，共72页你现在浏览的

2、是第十页，共72页你现在浏览的是第十一页，共72页你现在浏览的是第十二页，共72页你现在浏览的是第十三页，共72页你现在浏览的是第十四页，共72页你现在浏览的是第十五页，共72页你现在浏览的是第十六页，共72页影响置换固溶体的其他因素温度、冷却速度、机械合金化等你现在浏览的是第十七页，共72页4.间隙固溶体你现在浏览的是第十八页，共72页v原子半径小于 0.1nm 的非金属元素(如 H,O,N,C,B 等)处于溶剂晶格结构的某些间隙位置 v间隙半径较小，非金属原子的溶入，将使晶胞胀大，造成点阵畸变，溶解度受限制 vC 的原子半径为 0.077nm，面心立方的-Fe 在 1148 C 的八面体间

3、隙半径为 0.0535nm，造成严重畸变，溶解度 9%at v体心立方的-Fe 的间隙更小，C 的溶解度为 0.095%at 你现在浏览的是第十九页，共72页你现在浏览的是第二十页，共72页v影响间隙固溶体溶解度的因素v间隙有限，溶解度有限有限固溶体v溶解度与溶质原子尺寸有关v溶解度与溶剂间隙尺寸、形状有关，溶质原子一般位于八面体间隙之中你现在浏览的是第二十一页，共72页5.固溶体的微观不均匀性你现在浏览的是第二十二页，共72页你现在浏览的是第二十三页，共72页6.固溶体的性质v点阵常数a改变置换固溶体：rBrA,a增大；rBrA,a减小。间隙固溶体：a增大。v强度增高固溶强化效应：随溶质含量

4、的增加，固溶体强度、硬度升高，塑性下降的现象。是晶格畸变，阻碍位错运动的结果。v电阻增加，磁性和耐蚀性改变。你现在浏览的是第二十四页，共72页你现在浏览的是第二十五页，共72页你现在浏览的是第二十六页，共72页2.3.2中间相（金属间化合物）你现在浏览的是第二十七页，共72页v中间相超过固溶体溶解度限度后，形成结构不同于组元的新相。v1.中间相的特点v中间相的结构不同与组元v组元大致按一定的原子比结合v中间相一般位于相图的中间v中间相有共价键、离子键和金属键结合，以金属键为主v有高的熔点、硬度，有的具有超导性v在多相合金中，中间相一般作为强化相 你现在浏览的是第二十八页，共72页 2.正常价化

5、合物v金属与 IVA，VA，VIA 族一些元素形成的化合物，随电负性差的下降由离子键、共价键到金属键，熔点 下降，如 Mg2Si,Mg2Sn,Mg2Pb vAB 型 NaCl 型结构(MgSe,CaSe,MnSe,SnTe,PbTe 等)，闪锌矿结构或立方 ZnS 结构(ZnS,CdS,MgTe,CdTe,MnSe,ZnTe,SiC 等)，纤锌矿结构或六方 ZnS 结构(ZnS,CdS,MgTe,CdTe,MnSe,AlN等)你现在浏览的是第二十九页，共72页vAB2型 CaF2结构(PtSn2,AuAl2,PtIn2等)，反 CaF2结构(Mg2Si,Mg2Ge,Mg2Pb,Cu2Se 等)

6、vA2B3型 v正常价化合物高硬度和脆性，弥散分布在基体上起弥散强化作用 你现在浏览的是第三十页，共72页你现在浏览的是第三十一页，共72页你现在浏览的是第三十二页，共72页 3.电子化合物 Cu,Ag,Au 与 Zn,Al,Sn 合金，中间相的晶体结构稳定性由电子浓度决定休姆罗塞里定律（见下表 尺寸因素也对结构有影响 金属键，熔点高，硬度、脆性大，有色金属中作强化相 AlNi 晶体：当 Al 原子超过 50%，Ni 处出现空位缺位固溶体；当 Ni 原子超过 50%，AlNi 为溶剂，溶有 Ni 的置换固溶体 你现在浏览的是第三十三页，共72页你现在浏览的是第三十四页，共72页你现在浏览的是第

7、三十五页，共72页你现在浏览的是第三十六页，共72页你现在浏览的是第三十七页，共72页4.间隙相与间隙化合物 v H，B，C，N 等小半径的非金属元素与过渡族金属元素形成的化合物；v r X/r M0.59 复杂晶 体结构的间隙化合物。你现在浏览的是第三十八页，共72页（1）间隙相你现在浏览的是第三十九页，共72页间隙相的成分可以在一定范围变化间隙相可以溶解组元元素，形成以化合物为基的固溶体 间隙相之间可以形成连续固溶体，如 TiC-ZrC,TiC-VC 间隙相有高硬度、高熔点，是合金工具钢及硬质合金的主要强化相 你现在浏览的是第四十页，共72页你现在浏览的是第四十一页，共72页你现在浏览的是

8、第四十二页，共72页你现在浏览的是第四十三页，共72页一些间隙相的成分范围你现在浏览的是第四十四页，共72页（2）间隙化合物你现在浏览的是第四十五页，共72页 合金钢中的间隙化合物为 Cr,Mn,Mo,Fe 的碳化物或它们的合金碳 化物，主要类型有 M3C,M7C3,M23C6等。如 Cr23C6是复杂立方结构，有 92 个铬原子，24 个碳原子；渗碳体(Fe3C)属正交晶系，有 12 个铁原子，4 个碳原子 你现在浏览的是第四十六页，共72页vFe3C是铁碳合金中的一个基本相，称为渗碳体。C与Fe的原子半径之比为0.3，其晶体结构为正交晶系，三个点阵常数不相等，晶胞中共有16个原子，其中12

9、个Fe原子，4个C原子，符合Fe：C3：1的关系。vFe3C中的Fe原子可以被Mn，Cr，M。，W，V等金属原子所置换形成合金渗碳体；vFe3C中的C可被B置换，但不能被N置换。你现在浏览的是第四十七页，共72页你现在浏览的是第四十八页，共72页间隙化合物的晶体结构都很复杂。如Cr23C6。属于复杂立方结构，晶胞中共有116个原 子，其中92个为Cr原子，24个为C原子，而每个碳原子有8个相邻的金属Cr原子。这一大 晶胞可以看成是由8个亚胞交替排列组成的你现在浏览的是第四十九页，共72页你现在浏览的是第五十页，共72页5.有序固溶体（超结构）v固溶体的有序化某些合金高温时的短程有序缓冷到一定温

10、度下为完全有序 v有序固溶体的点阵常数与无序固溶体不同，产生附加的 X 射线衍射线超结构线，有序固溶体又叫超结构，超点阵 v超结构：面心立方的 Cu3Au,CuAu,AlTi;体心立方的 CuZn,FeTi,Fe3Al;密排立方的 Mg3Cd,MgCd,Co3W,MoCo3 你现在浏览的是第五十一页，共72页你现在浏览的是第五十二页，共72页你现在浏览的是第五十三页，共72页你现在浏览的是第五十四页，共72页你现在浏览的是第五十五页，共72页你现在浏览的是第五十六页，共72页你现在浏览的是第五十七页，共72页你现在浏览的是第五十八页，共72页你现在浏览的是第五十九页，共72页你现在浏览的是第六十页，共72页你现在浏览的是第六十一页，共72页你现在浏览的是第六十二页，共72页你现在浏览的是第六十三页，共72页你现在浏览的是第六十四页，共72页你现在浏览的是第六十五页，共72页你现在浏览的是第六十六页，共72页你现在浏览的是第六十七页，共72页你现在浏览的是第六十八页，共72页你现在浏览的是第六十九页，共72页6.中间相的特性你现在浏览的是第七十页，共72页你现在浏览的是第七十一页，共72页你现在浏览的是第七十二页，共72页