金属学与热处理--合金的结构与相图.ppt

第三章二元合金的相结构与相图

本章目的:
1 讨论合金中的相概念及其类型;
2 介绍各种类型的基本二元相图;
3 说明相图与合金性能间的对应关系
本章要求:
1 组元、相、组织、组织组成物等基本概念;
2 固溶体和化合物的本质区别和性能特点;
3 掌握分析相图的基本方法;
4 正确运用杠杆定律。
合金:
一种金属元素与另一种或几种其它元素,经熔炼或其它方法结合而成的具有金属特性的物质。
Pb-Sn合金,
钢(Fe-C),
锡青铜(Cu-Sn(<14%))
§1 合金的相结构
组元——组成合金最基本的、能独立存在的物质。
Fe-C合金:Fe(组元一)-Fe3C(组元二)
合金系——由给定的组元以不同的比例配制成的一系列成分不同的合金系统。
例:Fe-C: 90%Fe-10%C、 80%Fe-20%C、
50%Fe-50%C、 20%Fe-80%C
Fe-Cr-C
根据组元数分为:
二元合金、三元合金、多元合金。
合金相——指合金中结构相同,成分和性能均一,并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。(phase)
金属或合金均由相构成——单相合金、多相合金。
——用α、β、γ、δ、η、θ等表示
例:纯铁、钢中的相
纯铁:α-Fe;
钢:铁素体(α)+渗碳体(Fe3C);
α相
α相
Fe3C 相
纯铁
%C 钢
相结构,实指合金的晶体结构
(一)固溶体
合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且晶格类型与组元之一相同的固相称之为固溶体。
(二)金属化合物
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称之为金属化合物。
一、相的分类
二合金的相结构
(一)固溶体
1、固溶体的分类
** 按溶质原子在晶格中所占的位置分类
置换固溶体
(1)置换固溶体—溶质原子占据溶剂晶格结点所形成的固溶体。——代位固溶体
90% Cu-10%Ni合金
(2)间隙固溶体
——溶质原子填入溶剂晶格的空隙位置所形成的固溶体。
间隙固溶体
例:
C 固溶于α-Fe中形成间隙固溶体
┗铁素体
C 固溶于γ-Fe中形成间隙固溶体
┗奥氏体
** 按固溶度分类
(1)有限固溶体——溶质原子在固溶体中的浓度有一定的限度,超过这个限度就不再溶解,这个限度称为固溶度。
(2)无限固溶体——溶质原子能以任意比例溶入溶剂,固溶度可达到100%。