工程材料純金屬的結(jié)晶-資料下載頁
2025-08-04 15:43本頁面
【正文】 溶體： 溶質(zhì)原子無規(guī)則分布 ●有序固溶體： 溶質(zhì)原子規(guī)則分布 無序固溶體 有序固溶體 有序化轉(zhuǎn)變： 在一定條件下，一些合金的無序固溶體可轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬倘荏w。 2. 固溶體的性能 固溶體隨著溶質(zhì)原子的溶入晶格發(fā)生畸變。 晶格畸變增大位錯運動的阻力，使金屬的滑移變形變得更加困難，從而提高合金的強度和硬度。 通過形成固溶體使金屬強度和硬度提高的現(xiàn)象稱為 固溶強化 。 固溶強化是金屬強化的一種重要形式。 在溶質(zhì)含量適當時，可顯著提高材料的強度和硬度，而塑性和韌性沒有明顯降低。 如： ● 純銅的 σ b為 220 MPa, 硬度為 40 HB, 斷面收縮率 ψ 為 70%。 ● 當加入 1%的鎳形成單相固溶體后 , 強度升高到 390 MPa, 硬度升高到 70 HB, 而斷面收縮率仍有 50%。 固溶體綜合機械性能很好 , 常作為結(jié)構(gòu)合金的基體相。 固溶體與純金屬相比 , 物理性能有較大的變化 , 如電阻率上升 , 導電率下降 , 磁矯頑力增大。 金屬化合物 合金組元相互作用形成的晶格類型和特性完全不同于任一組元的新相即為金屬化合物 , 或稱 中間相 。 金屬化合物一般熔點較高 , 硬度高 , 脆性大。 合金中含有金屬化合物時 , 強度、硬度和耐磨性提高 , 而塑性和韌性降低。 1. 正常價化合物 嚴格遵守化合價規(guī)律的化合物。 由元素周期表中相距較遠、電負性相差較大的兩元素組成，可用確定的化學式表示。 大多數(shù)金屬和 ⅣA 族、 Ⅴ 族、 ⅥA 族元素生成Mg2Si、 Mg2Sb Mg2Sn、 Cu2Se、 ZnS、 AlP及 β SiC等。 性能特點是硬度高、脆性大。 2. 電子化合物 不遵守化合價規(guī)律但符合于一定電子濃度(化合物中價電子數(shù)與原子數(shù)之比 )的化合物叫做 電子化合物 。 由 ⅠB 族或過渡族元素與 ⅡB 族、 ⅢA 族、ⅣA 族、 ⅤA 族元素所組成。 一定電子濃度的化合物相應有確定的晶體結(jié)構(gòu) , 并且還可溶解其組元 , 形成以電子化合物為基的固溶體。 生成電子化合物時 , 元素每個原子所貢獻的價電子數(shù)： Au、 Ag、 Cu為 1個 Be、 Mg、 Zn為 2個 Al為 3個 Fe、 Ni為 0個 CuZn合金中電子化合物： 性能： 主要以金屬鍵結(jié)合 , 具有明顯的金屬特性 , 導電，熔點和硬度較高，但塑性較差，有色金屬中重要的強化相。 CuZn 體心立方晶格，電子濃度 21/14（ 3/2 ） Cu5Zn8 復雜立方晶格，電子濃度 21/13 CuZn3 密排六方晶格，電子濃度 21/12（ 7/4 ） 3. 間隙化合物 由過渡族金屬元素與碳、氮、氫、硼等原子半徑較小的非金屬元素形成的化合物。 性能： 具有金屬特性，有極高的熔點和硬度 , 非常穩(wěn)定。提高鋼的強度、熱強性、紅硬性和耐磨性，是高合金鋼和硬質(zhì)合金中的重要組成相。 間隙相（ TiC) （間隙相） 當非金屬原子半徑與金屬原子半徑之比小于，形成具有簡單晶格的間隙化合物，稱為間隙相 。 當非金屬原子半徑與金屬原子半徑之比大于，形成具有 復雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物 。 如鋼中的 Fe3C、 Fe4W2C、 Cr7C FeB等。 復雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物 (Fe3C) Fe3C具有復雜的晶體結(jié)構(gòu)。鐵原子可以部分地被 Mn、 Cr等金屬原子置換 , 形成以間隙化合物為基的固溶體 , 如 (Fe、Mn)3C、 (Fe、 Cr)3C。 性能： 具有很高的熔點和硬度 , 但比間隙相稍低些 , 在鋼中起強化相作用。 三、金屬化合物的性能特點 大多數(shù)化合物，特別是正常價化合物，熔點都較高 (結(jié)合鍵強的表現(xiàn)之一 )，力學性能表現(xiàn)為 硬而脆 。 另一方面，化合物往往由 特殊 的物理、化學 (電、磁、光、聲等 )性能 ，從而在 功能材料 中的應用得到迅速發(fā)展。 單一由化合物在金屬材料中比較少見，而陶瓷材料則是以化合物為主體。少量硬度高的質(zhì)點加入到塑性材料中，將明顯提高材料的強度，即 第二相強化機制 。 本節(jié)小結(jié) 金屬結(jié)晶條件： 要有一定的過冷度， 金屬結(jié)晶推動力： 固態(tài)金屬和液態(tài)金屬之間的自由能差。 金屬結(jié)晶過程： 形核、長大 細化鑄態(tài)金屬晶粒措施： 增大過冷度、變質(zhì)處理、 振動、電磁攪拌
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1