【正文】 勻晶反應形成單相 ?固相。???冷卻曲線 ??+++???冷卻曲線??? 成分在共晶線范圍的合金都要經歷共晶轉變。? 存在一個確定的共晶點。?183c ed? 共晶轉變在恒溫下進行。? L?L?e共晶反應要點Pb SnT,?CL? ???cdLd?共晶反應線表示從 c點到 e點范圍的合金，在該溫度上都要發(fā)生不同程度上的共晶反應。? L?L? ?固溶線?固溶線共晶轉變分析Pb SnT,?CL? ??? L?L2．共晶相圖Pb SnSn%T,?C鉛 錫合金共晶相圖液相線L固相線? ??6618根據杠桿定律推論， ?ac30a1 b1 c1 1280杠桿定律 ： 在兩相區(qū)內，對應每一確定的溫度 T1，兩相質量的比值是確定的。?12acba1 b1 c1 T1T21. 在兩相區(qū)內，對應每一確定的溫度，兩相的成分是確定的。?勻晶合金與純金屬不同，它沒有一個恒定的熔點，而是在液、固相線劃定的溫區(qū)內進行結晶。?純銅熔點純鎳熔點液相線固相線液相區(qū)固相區(qū)液固兩相區(qū)勻晶合金的結晶過程abcdT,?CtL?L?L勻晶轉變 L? Cu NiNi%T,?C20 40 60 80 10010001100120013001400150010831455L?L+不同成分的合金具有不同的性能。如鐵、碳二元合金中，鐵和碳可以以不同的比例，配制成若干種 FeC二元合金。這個界面稱為相界面。組成合金的最基本的、獨立的物質稱為組元。2．組元? ? 材料的同素異構現象第三章 思考題某車間用冷拉鋼絲繩吊裝工件隨爐加熱到700℃ ，保溫 1h后起吊出爐，鋼絲繩突然斷裂，試分析其原因。 同素異構體：元素相同，晶體結構不同， 如鐵的三種同素異構體。 三、材料的同素異構現象把 —種金屬具有兩種或兩種以上的晶格結構稱為同素異構性，這種金屬的晶格結構隨溫度變化而改變的現象，稱為同素異構轉變。2．金屬 熱加工 時組織和性能的變化。2）預變形度的影響。D↑；→T、保溫時間 t600 ℃ 退火 8小時 晶粒長大變形 80%工業(yè)純鐵　再結晶退火 再結晶溫度越低。提高加熱速度會使再結晶在較高溫度下發(fā)生 ,④ 加熱速度和保溫時間：再結晶是一個擴散過程 , 如高純度鋁 (%)的最低再結晶溫度為 80℃ ,阻礙原子擴散和晶界遷移 ,最低再結晶溫度也就越高 。 當預先變形度達到一定大小后 ,組織越不穩(wěn)定 , 預先變形度越大 , 式中的溫度單位為絕對溫度 (K)。最低再結晶溫度與該金屬的熔點有如下關系： 變形后的金屬發(fā)生再結晶的溫度是一個溫度范圍，并非某一恒定溫度。 2. 再結晶溫度 再結晶生成的新的晶粒的晶格類型與變形前、變形后的晶格類型均一樣。這個過程稱為 再結晶 。、性能的影響 再結晶 工業(yè)上常利用回復過程對變形金屬進行去應力退火，以降低殘余內應力， 變形金屬的顯微組織不發(fā)生明顯的變化。原子擴散能力不很大 ,式中： T熔點 表示該金屬的熔點 ,T回復 =(～ )T熔點 產生回復的溫度 T回復 為 耐腐蝕性降低。如使電阻增大 ,5）塑性變形可影響金屬的物理、化學性能。由金屬內部不均勻變形引起，殘余應力分為第一類應力；第二類應力和第三類應力。4）形成亞結構；? 金屬經大的塑性變形時 , 由于位錯的密度增大和發(fā)生交互作用 , 大量位錯堆積在局部地區(qū) , 并相互纏結 , 形成不均勻的分布 , 使晶粒分化成許多位向略有不同的小晶塊 , 而在晶粒內產生亞晶粒。塑性、韌性 ↓。 變形抗力↑；晶粒破碎細化。 位錯密度增加，相互纏結，亞晶界，運動阻力加大 塑性變形 3.因形變織構造成深沖制品的制耳示意圖 晶粒拉長，但未出現織構。低碳鋼的板織構為 {001}110。另一種是各晶粒的一定晶面和晶向平行于軋制方向 ,其 100平行于拔絲方向 。稱為絲織構。這種有序化的結構叫做 形變織構 。使各晶粒的位向趨近于一致 ,金屬塑性變形到很大程度 (70%以上 )時 ,變形 80% 　纖維組織　 100 各向異性 晶粒拉長，纖維組織 本次課內容塑性變形對金屬組織和性能的影響；變形金屬在加熱時組織和性能的影響；一、塑性變形對金屬組織和性能的影響1.→(沿纖維方向的強度、塑性最大）變形 10%100 變形 40%100工業(yè)純鐵不同變形度的顯微組織2. 織構 (形變織構）由于晶粒發(fā)生轉動 ,形成特殊的擇優(yōu)取向 ,形變織構一般分兩種：一種是各晶粒的一定晶向平行于拉拔方向 ,例如低碳鋼經高度冷拔后 ,稱為板織構 , 晶粒拉長，且出現織構。加工硬化（形變強化）加工硬化的原因：　 →→金屬在冷變形時，強度、硬度 ↑P21，圖 117加工硬化的實際意義? 有效的強化機制；? 均勻塑性變形和壓力加工的保證；? 零件安全的保證。 金屬經變形金屬經變形后的亞結構后的亞結構6）殘余內應力：外力去除后，殘留于金屬內部且平衡于金屬內部的應力。殘余內應力的危害 ：?　引起零件加工過程變形、開裂；?　耐蝕性 ↓。如使電阻增大）塑性變形可影響金屬的物理、化學性能。耐腐蝕性降低。 二、　塑性變形后的金屬在加熱時 組織和性能的變化加熱時冷變形金屬組織和性能隨溫度的升高可分為三個階段：1．回復2．再結晶3．晶粒長大 回復變形后的金屬在較低溫度進行加熱，會發(fā)生回復過程。：單位為絕對溫度 (K)。由于加熱溫度不高 ,只是晶粒內部位錯、空位、間隙原子等缺陷通過移動、復合消失而大大減少，而晶粒仍保持變形后的形態(tài)， 此時材料的強度和硬度只略有降低，塑性有增高，但 殘余應力 則大大降低。保留加工硬化效果。變形后的金屬在較高溫度加熱時，由于原子擴散能力增大，被拉長（或壓扁）、破碎的晶粒通過重新生核、長大變成新的均勻、細小的等軸晶。變形金屬進行再結晶后，金屬的強度和硬度明顯降低，而塑性和韌性大大提高，加工硬化現象被消除，此時內應力全部消失，物理、化學性能基本上恢復到變形以前的水平。 一般所說的再結晶溫度指的是最低再結晶溫度 (T再 ), 通常用經大變形量 (70%以上 )的冷塑性變形的金屬 ,經一小時加熱后能完全再結晶的最低溫度來表示。 T再 =(～ )T熔點 最低再結晶溫度與下列因素有關： ① 預先變形度：金屬再結晶前塑性變形的相對變形量稱為預先變形度。金屬的晶體積缺陷就越多 ,最低再結晶溫度也就越低 。金屬的最低再結晶溫度趨于某一穩(wěn)定值。② 金屬的熔點： 熔點越高 , ③ 雜質和合金元素：由于雜質和合金元素特別是高熔點元素 ,可 顯著提高最低再結晶溫度 。而工業(yè)純鋁(%)的最低再結晶溫度提高到了 290℃ 。需要一定時間才能完成。而保溫時間越長 , 顯微照片 100變形 80%變形 80%400 ℃ 退火 8小時再結晶后的晶粒度影響因素： 1）加熱溫度 ↑ 晶粒直徑 2～～ 10％％　金屬材料塑性變形的加工：熱加工和冷加工1．冷、熱加工的劃分的標準：再結晶溫度來劃分。? 形成流線鍛造曲軸 切削加工曲軸細化晶粒；焊合氣孔、疏松，消除成分不均勻；熱加工時金屬塑性好；熱加工時金屬表面有氧化、對某些金屬不易 加工、對薄壁或細的軋件不易保溫、加工后 的強度和硬度不及冷變形加工。同素異構轉變與液態(tài)金屬結晶存在著明顯區(qū)別，主要表現在：同素異構轉變時晶界處能量較高，新的晶核往往在原晶界上形成；固態(tài)下原子擴散比較困難，固態(tài)轉變需要較大的過冷；固態(tài)轉變時會產生體積變化，在金屬中引起較大的內應力。純鐵的同素異構轉變同位素、同素異構體、同分異構體的差別 同位素： 研究同種元素的不同原子 ,它們的中子數不同 ,比如碳 12和碳 14。同分異構體： 研究分子式相同的分子的不同結構 , 同分異構體原子的連接順序 ,方式不同 ,如基團位置 ,官能團的差異 ,比如乙醇和甲醚。一曲線尺（純錫材料）經反復彎曲發(fā)現其逐漸變硬，在房間內放置一段時間后，其性能恢復如初，試分析其原因。二元合金相圖及其應用? （一）基本概念 ? 在介紹合金的結晶之前，先介紹幾個基本的概念 ： ? 1．合金? 是指由兩種或兩種以上元素經熔煉、燒結或其它方法組合而成并具有金屬特性的材料。組元可以是元素，也可以是穩(wěn)定的化合物，如Fe3C，在鐵、碳合金中它也可以作為組元 ? 3．相? 合金中具有同一聚集狀態(tài)、同一晶體結構、成分基本相同并有明確界面與其它部分分開的均勻組成部分。 ? 4．組織? 是指用肉眼或顯微鏡所觀察到的不同組成相的形狀、分布及各相之間的組合狀態(tài)稱為組織 ? 5．合金系? 由兩個或兩個以上組元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金，稱為合金系；由兩個組元組成的合金系叫二元合金系；三個組元組成的合金系叫三元合金系；三個以上組元組成的合金系叫多元合金系。所以、對于 FeC二元合金來說，不是一種，而是由不同配比組成的一系列不同成分的合金，所以叫 FeC二元合金系。 相圖的建立1．勻晶相圖相圖 （平衡圖、狀態(tài)圖）平衡條件下，合金的相狀態(tài)與溫度、成份間關系的圖形。?銅 鎳合金勻晶相圖Cu NiNi%T,?C20 40 60 80 10010001100120013001400150010831455L?L+??冷卻曲線Cu NiNi%T,?C20 40 60 80 10010001100120013001400150010831455L?L+杠桿定律Cu NiNi%T,?C20 40 60 80 10010001100120013001400150010831455L?L+2. 隨著溫度的降低，兩相的成分分別沿液相線和固相線變化。即QL/Q?=b1c1/a1b1杠桿定律推論： 在兩相區(qū)內，對應溫度 T1時兩相在合金 b中的相對質量各為QL/QH=b1c1/a1c1Q?/QH=a1b1/a1c1=1 QL/QH例：求 30%Ni合金在 1280 ?時 ?相的相對量Cu NiNi%T,?C20 40 60 80 10010001100120013001400150010831455L?L+?C解：作成分線和溫度線如圖。Q? / QH = a1b1 /a1c1 =12/48=1/4答：所求 合金在1280 ?時 ?相的相對質量為 1/4。++++++c e共晶點表示 d點成分的合金冷卻到此溫度上發(fā)生完全的共晶轉變。?++++? 轉變結果是從一種液相中結晶出兩個不同的固相。在該點凝固溫度最低。X1合金結晶過程分析c ef gX1T,?CtL?L?LL++Ⅱ?Ⅱ1234{Pb SnT,?CL? ???L?