【冶金精品文檔】二元合金與相圖(文件)
【正文】 ound) 許多常見(jiàn)的金屬化合物如 Fe3C， Mn3C等既不符合正常價(jià)化合物的化合條件，也不符合電子化合物或間隙化合物的形成規(guī)律，它們是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的 金屬化合物 。 鐵原子可以部分地被錳、鉻、鉬、鎢等金屬原子所置換，形成以滲碳體為基的固溶體，如 (Fe、 Mn)3C、 (Fe、 Cr)3C等等，稱為 合金滲碳體 。 那么，某種成分的合金在某一溫度下會(huì)形成何種相，相的數(shù)量、大小和分布情況如何，合金系隨著成分、溫度的變化，它的組織和性能會(huì)發(fā)生什么樣的變化等等，了解了 相圖 就可以回答這些問(wèn)題。 相圖 是表示在平衡狀態(tài)下合金的化學(xué) 成分、相、組織與溫度 的關(guān)系圖。即使三元合金的相圖也是很復(fù)雜的。 下面以 CuNi合金為例，簡(jiǎn)單介紹用熱分析法建立二元合金相圖的過(guò)程。 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials (1)勻晶相圖 (uniform grain phase diagram) 兩組元在 液態(tài)、固態(tài)時(shí)都 無(wú)限互溶，且形成單相固溶體，所構(gòu)成的相圖稱為二元 勻晶相圖 。 ，即為一個(gè)變溫結(jié)晶過(guò)程。 上式可寫成 QL a1b1＝ Qα b1c1，稱為 杠桿定律 運(yùn)用杠桿定律時(shí)要注意，它只適應(yīng)于相圖中的兩相區(qū)，并且只能在平衡狀態(tài)下使用，杠桿的兩個(gè)端點(diǎn)為給定溫度下兩相的成分點(diǎn)，支點(diǎn)為合金的成分點(diǎn)，杠桿全長(zhǎng)為兩相成分點(diǎn)之間的距離。所生成的兩相混合物稱為共晶體 (eutectic)。d39。因此，二元包晶相圖也是二元合金相圖的一種基本形式。同共晶反應(yīng)相似，共析反應(yīng)也是一個(gè)恒溫轉(zhuǎn)變過(guò)程，也有與共晶點(diǎn)及共晶線相似的共析點(diǎn) (eutectoid point)和共析線。 d點(diǎn)成分的合金從液相經(jīng)過(guò)勻晶反應(yīng)生成 γ相后，繼續(xù)冷卻到d點(diǎn)溫度時(shí)，發(fā)生恒溫反應(yīng)，同時(shí)析出 c點(diǎn)成分的 α相和 e點(diǎn)成分的 β相。如果該化合物具有固定熔點(diǎn)，就是穩(wěn)定化合物。 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials (2)兩相區(qū)的確定 ①兩個(gè)單相區(qū)之間，必夾有一個(gè)兩相區(qū)，根據(jù)杠桿定律，該兩相區(qū)必定由相鄰相區(qū)的兩個(gè)相所組成。這個(gè)規(guī)律在金屬學(xué)中稱為相區(qū)接觸法則，可用它來(lái)檢驗(yàn)二元圖中相區(qū)標(biāo)注是否正確。 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials 合金性能與相圖的關(guān)系 合金的 使用性能 與相圖的關(guān)系 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials ? 溶質(zhì)元素 →晶格畸變大 →強(qiáng)度、硬度 ↑，（ 50%↑最大） ? 復(fù)相組織區(qū)域內(nèi)（如共晶轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)），合金的強(qiáng)度和硬度隨成分的變化呈直線關(guān)系，大致是兩相性能的算術(shù)平均值。 液固相線距離愈小，結(jié)晶溫度范圍愈小 →合金的流動(dòng)性好 →有利于澆注。 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials END Of ch3 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 ? 、軋制性能 ?單相固溶體合金 ?單相組織變形抗力小，變形均勻，不易開(kāi)裂，塑性好 .就 鑄造性能來(lái)說(shuō)，共晶合金最好 ，因?yàn)樗诤銣叵逻M(jìn)行結(jié)晶，同時(shí)熔點(diǎn)又最低，流動(dòng)性較好，易形成集中縮孔，鑄件的致密性好。組成相或組織組成物越細(xì)密，強(qiáng)度越高（共晶點(diǎn)處，共晶組織呈細(xì)小、均勻細(xì)密的復(fù)相組織，強(qiáng)度可達(dá)最高值。 掌握了相圖與性能的聯(lián)系規(guī)律，就可以大致判斷不同成分合金的性能特點(diǎn)，并可作為選用和配制合金的依據(jù)。 (3)三相水平線分析 在二元相圖中，水平線是三相平衡線。以它把相圖分為幾個(gè)單獨(dú)部分來(lái)分析。 現(xiàn)將二元相圖讀圖法簡(jiǎn)單歸納如下。共析反應(yīng)的產(chǎn)物稱為共析體。發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)有三相共存，它們的成分確定，反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行。a? ? L ?+? ?+L ?+L 23:27:28 機(jī)電工程學(xué)院 Engineering Materials (3)包晶相圖 (peritectic phase diagram) 當(dāng)兩組元在 液態(tài)時(shí)無(wú)限 互溶，在 固態(tài)時(shí)有限 互溶，且發(fā)生 包晶 反應(yīng)，所構(gòu)成的相圖稱為 二元包晶相圖 。 組織組成物可以是由單相組成，也可以由幾種相的混合物組成。具有這類相圖的合金系主要有： PbSn、PbSb、 CuAg、 PbBi、 CdZn、 SnCd、 ZnSn等；
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