机械工程材料合金的结构与结晶.pptx

《机械工程材料合金的结构与结晶.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工程材料合金的结构与结晶.pptx（22页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、合金相固溶体化合物机械混合物合金相固溶体化合物 总是以一种金属元素为溶剂，另一种或多种元素为溶质总是以一种金属元素为溶剂，另一种或多种元素为溶质 保有溶剂的晶格结构保有溶剂的晶格结构 成分可在一定范围内变化，性能随成分的变化而变化成分可在一定范围内变化，性能随成分的变化而变化 产生晶格畸变产生晶格畸变特征特征 合金组元在固态能相互溶解所形成的一种均匀的相合金组元在固态能相互溶解所形成的一种均匀的相概念概念合金的相结构合金的相结构1 1、固溶体、固溶体第1页/共22页按溶质位置置换固溶体间隙固溶体 固溶体的分类：固溶体的分类：按溶解度有限固溶体无限固溶体按排列方式有序固溶体无序固溶体置换固溶体置

2、换固溶体间隙固溶体间隙固溶体第2页/共22页 影响固溶体类型、溶解度的因素影响固溶体类型、溶解度的因素 晶格类型原子尺寸电化学性（电负性）电子浓度（价电子数与原子数的比值）固溶体的形成对金属性能的影响固溶体的形成对金属性能的影响 因形成固溶体而使合金因形成固溶体而使合金强度硬度升高、塑性韧性下降强度硬度升高、塑性韧性下降的现象的现象固溶强化：固溶强化：第3页/共22页关于固溶强化关于固溶强化固溶强化是金属材料最主要的一种强化手段固溶强化是金属材料最主要的一种强化手段固溶强化是金属材料最主要的一种强化手段固溶强化是金属材料最主要的一种强化手段第4页/共22页 概念：概念：合金组元之间通过化合化合

3、作用所形成的一种相对稳定相对稳定的相 分类：分类：金属化合物具有金属性质，直接对合金性能产生影响非金属化合物脆性大，一般为杂质 特征：特征：可以用化学式（AmBn）表示，但不一定遵守化合价规律 正常价化合物：Mg2Si Mg2Pb 电子价化合物：CuZn Cu5Zn8 CuZn3 间隙化合物：WC VC Fe3C Cr23C6 Fe3C2 2、化合物、化合物VC合金的相结构合金的相结构第5页/共22页 一定程度上具有金属的性质 晶格结构完全不同于任一组元 熔点高、硬而脆 特征：特征：可以用化学式（AmBn）表示，但不一定遵守化合价规律 对合金性能的影响：对合金性能的影响：弥散分布片状分布网状分

4、布、H H 有一定的有一定的()()、a ak kH H 、()()、a ak k、H H ()()、a ak k弥散强化弥散强化2 2、化合物、化合物第6页/共22页成分、温度、压力成分、温度、压力用图解的方法表示合金的状态（相）用图解的方法表示合金的状态（相）与成分、温度之间的关系与成分、温度之间的关系结晶或相变过程中，各相成分及相对重量不再改结晶或相变过程中，各相成分及相对重量不再改 变时所达到的一种动态平衡变时所达到的一种动态平衡 22 合金的结晶过程合金的结晶过程平衡相图平衡相图有关相图的基本概念有关相图的基本概念相平衡相平衡相图（状态图）相图（状态图）影响合金中组织形态的因素影响合

5、金中组织形态的因素第7页/共22页建立合金系建立合金系测定冷却曲线，找出测定冷却曲线，找出相变临界点相变临界点将各相变点对应在将各相变点对应在成分成分温度温度坐标图上，并连接具有相同意义的点坐标图上，并连接具有相同意义的点相图的建立相图的建立（热分析法）（热分析法）相图的建立过程第8页/共22页用图解的方法表示合金的状态（相）用图解的方法表示合金的状态（相）与成分、温度之间的关系与成分、温度之间的关系相图（状态图）相图（状态图）相图的建立过程相图的建立过程相图的建立相图的建立（热分析法）（热分析法）建立合金系建立合金系测量合金的冷却曲线测量合金的冷却曲线连接临界点连接临界点第9页/共22页匀晶

6、相图匀晶相图相图分析相图分析特点特点合金的结晶过程合金的结晶过程(绘制冷却曲线绘制冷却曲线)实例：实例：Cu-Ni,Fe-Cr,Ag-Au,Cr-Mo,W-MoL、两相均能无限互溶两相均能无限互溶ABLL+132 T/液相线固相线k典型二元合金相图典型二元合金相图匀晶相图的结晶过程匀晶相图的结晶过程CuNi第10页/共22页确定合金冷却过程中确定合金冷却过程中L、的成分的成分杠杆定律杠杆定律确定确定L、的相对重量的相对重量ABL13223444液液相成分沿相成分沿液液相线变化相线变化固固相成分沿相成分沿固固相线变化相线变化典型二元合金相图典型二元合金相图设：设：m=1第11页/共22页晶内偏析

7、晶内偏析典型二元合金相图典型二元合金相图ABL13223444消除方法：消除方法：扩散退火扩散退火 平衡结晶的匀晶合金组织平衡结晶的匀晶合金组织Cu-30%NiCu-30%Ni合金的非平衡结晶组织合金的非平衡结晶组织第12页/共22页 共晶相图共晶相图特点特点共晶反应共晶反应 共晶体共晶体液相无限互溶液相无限互溶、固固相有限互溶；相有限互溶；E E点发生点发生共晶共晶反应反应BCDFEALGPbSn+L+L+温度wSn（%）：以Pb为溶剂、Sn为溶质的固溶体：以Sn为溶剂、Pb为溶质的固溶体典型二元合金相图典型二元合金相图恒温恒温第13页/共22页共晶体形貌共晶体形貌层片状层片状（Al-CuA

8、lAl-CuAl2 2，定向凝固），定向凝固）棒状或条状棒状或条状（Sb-MnSbSb-MnSb，横截面），横截面）球状或短棒状球状或短棒状（Cu-CuOCu-CuO）针状针状（Al-SiAl-Si）螺旋状螺旋状（Zn-MgZn-Mg）Fe-C(Fe-C(石墨石墨)的共晶组织的共晶组织第14页/共22页 共晶相图共晶相图相图分析相图分析BCDFEALGPbSn+L+L+温度wSn（%）典型二元合金相图典型二元合金相图第15页/共22页 共析相图共析相图特点特点共析反应共析反应相图分析相图分析共析体共析体 d 点发生共析共析反应典型二元合金相图典型二元合金相图恒温恒温第16页/共22页包晶相图包

9、晶相图特点包晶反应相图分析 D D点发生包晶包晶反应典型二元合金相图典型二元合金相图Al-Zn73Al-Zn73合金组织合金组织恒温恒温第17页/共22页典型二元合金相图典型二元合金相图形成稳定化合物二元合金的相图形成稳定化合物二元合金的相图第18页/共22页使用性能与相图的关系典型二元合金相图典型二元合金相图合金性能与相图的关系合金性能与相图的关系第19页/共22页工艺性能与相图的关系典型二元合金相图典型二元合金相图合金性能与相图的关系合金性能与相图的关系第20页/共22页本章思考题P P4040 T T1 1、2 2、3 3、4 4、7 7第21页/共22页感谢您的观看。感谢您的观看。第22页/共22页