1、1.3 金属的多形性,金属及合金中的多形性是固态相变复杂多变的根源。许多固态金属具有多种晶体结构。如表1-1。所有70余种金属元素中只有12种金属元素具有多种晶型,而其余的非金属元素中只有两种元素具有多种晶型。当金属元素形成金属间化合物,碳化物等化合物时晶型还会有许多复杂的变化。,Fe基合金的多型性转变的重要地位,国民经济中应用最广泛的Fe及其合金是典型的具有多型性转变的金属。是人类开发利用较早并对社会文明发挥了突出作用的金属。钢及铁基合金中存在最为复杂的固态相变。这些相变具有极大的工程应用价值,是材料的应用理论基础。,2铁的多型性转变,(1)纯铁在常压下具有A3和A4两个相变点,低温和高温区
2、都具有体心立方结构,即-Fe、-Fe。而在A3A4之间则存在面心立方的-Fe。 (2)Fe与C形成Fe-C合金,含0.02182.0%C的Fe-C合金称为钢。钢中的临界点有:Ac1,Ac3,Acm,还有磁性转变点A2。 (3)Fe-C合金中加入合金元素形成合金钢或合金,形成多种代位固溶体,间隙固溶体,碳化物,金属间化合物等,从而导致复杂多变的钢中的固态相变。,Fe有-Fe、-Fe、-Fe,-Fe 四种晶型. 但是在常压下, -Fe不出现。,2.1体心立方铁的热力学特征,A3、A4临界点,A3=912 A4=1394,扩大-相区和缩小-相区,合金钢中,合金元素溶入奥氏体中,改变了奥氏体的自由焓。 有的合金元素扩大-相区,有的则缩小-相区。 有的元素降低fcc零点焓G(0),增加面心立方结构的结合能,使Gfcc曲线下移,这样就使-相区扩大,使A3下降,A4上升,这些元素就是所谓扩大-相区的合金元素如Mn、Co、Ni、Cu。 反之,降低bcc零点焓的元素是缩小-相区的合金元素,如W、Mo、V、Ti。,合金元素影响临界点A3、A4的位置,