文档介绍：机械工程材料 二元合金相图
河北工业大学材料学院
孙继兵
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第四章二元合金相图
第一节固态合金中的相:固溶体
第二节匀晶相图
第三节共晶相图
第四节包晶相图
第五节其它相图
第六节二元合金的性能与相图的关系
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教师:孙继兵
概念介绍:二元合金相图
相图:表示在平衡状态下,合金的组织结构与其成分和温度关系的图形。(组织结构-成分-温度)
合金:一种金属元素同另一种或几种其它元素,通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质。工业上大多数金属材料是合金。
组元:组成合金的最基本的单元,叫组元。组元可以是金属、非金属元素或稳定化合物。
二元合金:由两个组元组成的合金。
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概念介绍:相与组织
相:在金属或合金中,凡化学成分相同,晶体结构相同,并有界面与其它部分分开的均匀的组成部分。
液态物质液相
因态物质固相
单相
多相
单相合金
多相合金
合金
由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金的组织。
组织:是指用肉眼或显微镜观察到的材料的微观形貌。
合金中两类相:
固溶体
金属化合物(中间相)
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珠光体组织=F+Fe3C
组织=相+相
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第一节固态合金中的相: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且晶体结构与某一组元相同的固相。
溶剂:与固溶体晶格相同的组元为溶剂,一般含量较多;另一组元为溶质,含量较少。
一、定义
二、表示方法
1、固溶体用a、b、g等希腊字母表示;
2、用大写英文字母表示;如A(B)表示溶质B溶入溶剂A中;Pb(Sn)表示Sn溶入Pb中形成的固溶体。
1. 按溶质原子在溶剂晶格中的位置分
三、分类
间隙固溶体
置换固溶体
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分类:置换固溶体和间隙固溶体
(一)置换固溶体-溶质原子置换了溶剂晶格上某些结点位置上的原子形成的固溶体。
(1)保持溶剂结构
(2)溶质原子占据溶剂阵点位置
特性
(二) 间隙固溶体-原子半径较小的溶质原子(X)占据溶剂(过渡族元素-M)间隙位置形成的固溶体.
特性
1)保持溶剂结构
2)溶质原子占据溶剂间隙位置
3)溶质原子无序分布,故间隙固溶体永远是无序固溶体。
H()、O()、N()、C()、B()
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有限与无限固溶体
无序固溶体-溶质在溶剂中的位置无规律。
有序固溶体-溶质在溶剂中的位置有规律。(如超结构)
无限固溶体-溶质在溶剂中的溶解度无限。如:Cu-Ni,Fe-Ni
有限固溶体-溶质在溶剂中的溶解度有限。如:Cu-Zn,Cu-Sn
无限固溶体
置换固溶体
有限固溶体
间隙固溶体
可能是
一定是
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四、固溶体性能
间隙固溶强化效果大于置换固溶强化。
固溶强化:随着溶质在固溶体中含量的增加,材料的强度、硬度增加, 塑性韧性下降的现象。
溶质原子溶入晶格
固溶体晶格畸变
位错动力阻力增加
滑移变形困难
强度、硬度增加
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第一节固态合金中的相:金属化合物(中间相)
一、定义
合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相,为金属化合物(因常具有金属特性),或称中间相(因其成分多处于A在B中和B在A中的最大溶解度之间)。
二、性能中的共性
一般熔点高、硬度高、脆性大。
三、分类:根据形成条件及结构特点
:符合化合价规律且负电性相差较大的两类元素组成(可用确定的化学式表示,如NaCl、Mg2Si、MnS、FeS等。
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