二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶.docx

《二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第三章二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一節(jié)合金中的相1、組成合金最基本、獨立的物質(zhì)叫組元。一般來說組元是組成合金的元素，也可以是穩(wěn)定的化合物。2、組元間物理和化學的相互作用形成相。3、相是合金中晶體結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一，并以界面相互分開的組成部分。4、相可以分為固溶體和金屬化合物。5、相不同、相的數(shù)量、大小及分布狀態(tài)不同即成為不同的組織。所以相是組織的基本組成物。6、形成不同組織的原因是形成的條件不同。7、組織是決定材料性能的一個極為重要的因素。第二節(jié)合金的相結(jié)構(gòu)1、相的具體分類和影響形成相種類的因素見課本。2、固溶體分為

2、置換固溶體和間隙固溶體。（還有其他分類方法）形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素都是原子半徑小于0.1nm的非金屬元素。3、溶質(zhì)原子在溶劑原子間的分布沒什么規(guī)律的固溶體稱為無序固溶體。溶質(zhì)原子按一定的順序和方向分布的固容體稱為有序固溶體。無序固溶體和有序固溶體都可以是置換固溶體也可以是間隙固溶體。4、有序固溶體是介于固溶體和金屬化合物之間的相，更接近與金屬化合物。5、當有序固溶體加熱到一定溫度時，將轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序固溶體。緩慢冷卻至這一溫度時，又將轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬湃荏w。發(fā)生轉(zhuǎn)變時性能也將突變，有序固溶體硬度及脆性顯著提高，而塑形明顯下降。有

3、序轉(zhuǎn)變——無序轉(zhuǎn)變是一種相變。6、固溶體具有優(yōu)越的綜合力學性能。大部分金屬合金都是以固溶體為基體的。7、金屬化合物一般具有較高的熔點、硬度和脆性。8、當合金中出現(xiàn)金屬化合物時，將使合金的強度、硬度、耐磨性及耐熱性提高，但塑性、韌性降低。第三節(jié)二元合金相圖的建立1、二元合金相圖的建立方法和相律了解即可。2、杠桿定律的使用3、杠桿定律適用于兩相區(qū)。無法確定三相區(qū)的成分。不管怎么樣的系統(tǒng)，當系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，都可以使用杠桿定律確定兩相的含量。4、無論是組織組成物還是相組成物，它們的相對含量都可以用杠桿定律計算。只是杠桿的兩

4、個端點位置不同。相組成物的端點在相圖中平衡線與單相區(qū)的交點處。（詳見下圖）第一節(jié)勻晶相圖及固溶體結(jié)晶1、勻晶相圖過程見圖。液相成分沿液相線變化，固相成分沿賦相線變化。2、固溶體結(jié)晶和純金屬結(jié)晶的差異：異分結(jié)晶和結(jié)晶在一定溫度范圍內(nèi)進行3、固溶體結(jié)晶的不平衡結(jié)晶4、枝晶偏析又稱晶內(nèi)偏析。枝晶偏析對合金性能有較大影響。嚴重的枝晶偏析使合金的機械性能下降，特別是使塑性和韌性顯著下降。5、使用擴散退火或均勻化退火（即將鑄件加熱到低于固相線100℃～200℃的溫度，進行較長時間的保溫，使偏析元素充分擴散，以達到均勻化的目的）可以

5、消除枝晶偏析。第二節(jié)共晶相圖及其合金結(jié)晶1、共晶結(jié)晶過程如圖2、從固溶體中析出另一種相的過程叫二次結(jié)晶。析出的相叫次生相。由于在固態(tài)下原子擴散能力差，一般次生相不易長大，比較細小。共晶組織的次生相一般難以區(qū)分。次生相在原有相的相界或原子內(nèi)部的缺陷處出現(xiàn)。3、共晶組織的形成是形核和長大的過程。兩相交替的形核與長大。4、共晶組織的形態(tài)很多，按兩相的分布有層片狀、棒狀、球狀（短棒狀）、針狀、螺旋狀、蛛網(wǎng)狀、放射狀。金屬——金屬型合金一般為層片狀或片狀，金屬——非金屬型的合金一般具有比較復雜的形態(tài)。第一節(jié)包晶相圖及其合金的結(jié)晶

6、1、包晶轉(zhuǎn)變的過程。D點是包晶點，成分為P點的α相和成分為C點的液相反應生成β相。2、3、包晶轉(zhuǎn)變的不平衡結(jié)晶：包晶偏析4、包晶偏析可以使用擴散退火消除。5、包晶轉(zhuǎn)變的實際應用：應用在軸承合金中，細化晶粒。第二節(jié)其他類型的二元合金相圖1、具有固態(tài)轉(zhuǎn)變的二元合金相圖a)共析轉(zhuǎn)變由于是固相分解原子擴散困難，容易產(chǎn)生較大的過冷，所以過析組織遠比共晶組織細密。b)包析轉(zhuǎn)變類似于包晶轉(zhuǎn)變只是兩個反應相都是固相c)異晶轉(zhuǎn)變即重結(jié)晶d)有序——無序轉(zhuǎn)變e)磁性轉(zhuǎn)變磁性轉(zhuǎn)變時沒有晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變所以不是相變2、還有其他類型的轉(zhuǎn)變，詳見課本

7、。第三節(jié)二元合金相圖的分析與使用1、熱裂：當結(jié)晶溫度間隔很大時，將使合金長時間處于半固體、半液體狀態(tài)，這時的合金強度很低，在已結(jié)晶的固相不均勻應力的作用下，有可能引起鑄件內(nèi)部裂紋，即熱裂。2、成分間隔和溫度間隔越大，容易出現(xiàn)“糊狀結(jié)晶”形式，流動性差，容易出現(xiàn)縮松，而且致密性差，熱裂傾向大。3、成分間隔和溫度間隔越小，容易出現(xiàn)“殼狀結(jié)晶”形式，流動性好，液體易于補縮，形成集中縮孔，而且致密性好，熱裂傾向小。4、因此鑄造合金宜選擇接近共晶成分的合金。