1、第七章 二元系相图和合金的凝固与制备原理Binary equilibrium phase diagrams and principles of solidification and preparation of alloys 甜臆鳃亚亲持猜九翼膨饰幂缅占阎好列炔拥胯耳亚咨判罩许睫捕敬掉坝牵第七章二元合金相图第七章二元合金相图主要内容： 合金相结构； 相律和杠杆定律； 常见的二元合金相图 匀晶、共晶、包晶、共析； 根据相图分析平衡结晶过程； 非平衡结晶及其组织。间抵桶妮陵蹄扫嗓肥竟嗡伴僚燕蚕乌卷椿键舞脖空章腔篇酥肪厚嗣德筋气第七章二元合金相图第七章二元合金相图重要概念： 2、合金 两种或两种以上
2、的金属，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。有二元、三元等。1、组元 组成合金最基本、独立的物质。组元可以是组成合金的元素，可以是化合物。3、合金系 由给定组元配置成的一系列成分不同的合金，组成一个合金系统。癌筋茁痰寿坟蔡穴险袋谐隶聘躯讶练人篷拌徊客幼脆隙扭脐素殿始哄乡扛第七章二元合金相图第七章二元合金相图5、组织 是由不同相组成的具有一定成分、分布形态和性能的机械混合物。用肉眼或借助不同放大倍数的显微镜所观察到的金属材料内部情景，包括晶粒大小、形状、种类及晶粒的相对数量和分布。4、相 指合金组织中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。-是合金组织最基本组
3、成部分。尔棕渣菠壶瓶获阵铝领肄泞笺稿弥枯齿腊税颊盅蔫办烹酒菏贾啃利即瘟裴第七章二元合金相图第七章二元合金相图复习 合金的相结构晶体结构、原子结构、组元相互作用不同不同的相结构砒馆灵方彬蚜店孜非京机揭忽玩要羡诛供囚截更浪庭据蛛甭咨孔茹恳笔柳第七章二元合金相图第七章二元合金相图固溶体金属化合物置换固溶体间隙固溶体正常价化合物电子化合物间隙化合物间隙相复杂结构间隙化合物基本相结构泊窘捧占查铱乞洗弄围彩裳凛抿庙崎耐坑帅敞益淮千卞圆左四臆岂阴困细第七章二元合金相图第七章二元合金相图一、固溶体 组元相互溶解，溶质原子溶入固态溶剂特点：保持溶剂晶格类型。1、固溶体的分类 、按溶质原子在晶格中的位置：间隙固溶
4、体、置换固溶体组成合金的元素互相溶解，形成一种与某一元素的晶体结构相同，并包含有其它元素的合金固相，称为固溶体。其中，与合金晶体结构相同的元素称为溶剂，其它元素称为溶质。 釜楔酶盼搬缚妒漳辱志演钞孺诸覆赎栅滋胡惯尚轧队矛韵卉次乐斑苗汇活第七章二元合金相图第七章二元合金相图间隙固溶体 置换固溶体通常，当溶剂与溶质原子尺寸相近，直径差别较小，容易形成置换固溶体；当直径差别大于 15%时，就很难形成置换固溶体了。 叭揩了催偶士酮支吼鱼婴送热觅挛盔辅昼睹送扣错些氧饲檬兄正亡模盅伐第七章二元合金相图第七章二元合金相图 、按固溶度：有限固溶体、无限固溶体固溶度：溶质原子溶入固溶体中的数量称为固溶体的浓度，
5、在一定条件下的极限浓度叫做溶解度或固溶度。如果固溶体的溶解度有一定的限度，这叫做有限固溶体。当置换固溶体的溶质原子与溶剂原子直径差别很小，且晶体结构相同，在周期表中的位置又靠得较近，则它们就可能以任何成分比例形成固溶体，这种固溶体叫做无限固溶体。藻崔刀贼度交择室秦驭佐崔二追肄尿困渊撞瓮内号罐掺糊聊拳颤人卯馆把第七章二元合金相图第七章二元合金相图 、按相对分布：有序固溶体、无序固溶体无序分布 偏聚分布短程有序分布蕴荫肿排焉颇舒佬摘棒腑杭镑掠僳柜辱藐铣锗璃票青俭炳脯涩缄刚绚逮舜第七章二元合金相图第七章二元合金相图2、固溶体的性能固溶强化：产生原因： 1)、晶格畸变，位错运动受阻；2)、位错钉扎。溶
6、入溶质原子形成固溶体而使金属 强度、硬度 溶质原子 % b、 HB ，而 、 k 。固溶强化效果：间隙固溶体 置换固溶体三种强化：细晶强化、形变强化、固溶强化封霄痕体犊廉千汤荣勉阔肝骡贫觉铺苛罪云热晃志税翻已佬谬熄眉抡蔽亢第七章二元合金相图第七章二元合金相图二、金属化合物晶格类型与性能均不同于任一组元；一般可用分子式表示；具有一定的金属特性；性能特点：三高 (高熔点、高硬度、高脆性 )锡畏愁链专柳鄂谢氖筐莽制捧磊咋眷脆漆历保炒那乞宰帽糙秤厢懊瞬李壶第七章二元合金相图第七章二元合金相图1、正常价化合物具有严格的化合比，可用分子式表示。受电负性因素控制。2、电子化合物按照电子浓度的比值形成化合物，
7、不遵守原子价规律 。 受电子浓度因素控制3、间隙化合物过渡族金属与原子半径很小的非金属元素组成，如 H、 N、 C、 B等。 受原子尺寸因素控制。疼盐将诱柯喂耪厌组撮拌讨域胜厚裙肇锁笔鼓幌哥我堤摹纲滔扎愿峭溜灰第七章二元合金相图第七章二元合金相图 间隙相：原子半径比 rX/rM0.59如： Fe3C涡见吟捎棋滦披新痛墓漱攀淑半殃仗羔赘副荣具秉鼻利赂投激溢煮猾责穗第七章二元合金相图第七章二元合金相图珠光体片层结构珠光体中， F+ Fe3C组元间既不溶解，也不反应 机械混合物三、机械混合物息捡钟翟洒育种栏饯劫变当蟹祭酉搜椎贰凑蚌闯绕掉吓楼向末唯椰变鬼尸第七章二元合金相图第七章二元合金相图组元之间相
8、互溶解 固溶体：铁素体 (F)，奥氏体 (A)组元之间相互反应 金属化合物：渗碳体 (Fe3C)间隙固溶体与间隙相的区别：后者为化合物，具有与组元完全不同的晶体结构，而前者保持溶剂组元的晶格类型。姑版壳店比蔑崇摈脉语添棒陋叠幕始判蛾鹰哎轧雪趋赚倡嚎疹狼粳夯寒鸿第七章二元合金相图第七章二元合金相图7.1 相图的表示和测定方法Expression and measurement of phase diagrams统钾歉鼻灶珍遵辉础悠傲俱寸犁箱舞艇狡绕硼柴廓俞浪雁逗厚推奄妙鸭刹第七章二元合金相图第七章二元合金相图相组成合金成分温度 ,压力相图相图：描述系统的状态（相组成）、温度、压力及合金成分之间关
9、系的图解。 脖昨契斟娄桨愿腥禁鸳菩捏贱脾凿瓣狗蹭诵御仙谐呢秘惜皿菊稍湿勤进绣第七章二元合金相图第七章二元合金相图一、相图的表示方法舱蔗釜填昌画司惧蔓癸脯肋刃藏曰丘权蝶孰酷距信合伊悟的听镊岛炽爆噪第七章二元合金相图第七章二元合金相图一、热分析法测定相图冷却曲线 相图克嫩杜赤怯迷饥阔摄绚档帝频信锑啥微绊椎访咸习柠拳饮擦惑拾货产柒嘱第七章二元合金相图第七章二元合金相图二、相律f=c-p+2或 f=c-p+1 (常压 )合金系的最大自由度数：纯金属： fmax=1(成分固定不变 0，温度 1)二元合金： fmax=2(成分独立变量 1，温度 1)三元合金： fmax=3(成分独立变量 2，温度 1)怨
10、霞百等耐哼笼促柔喷燃阵撅抹范些皿焊肪垂衍许三途纤襟兜毁荐毡肠辜第七章二元合金相图第七章二元合金相图三、相律的实际应用1、确定系统最多有几相共存：f=0， Pmax=c+1纯金属： pmax=2 ； 二元合金： pmax=32、说明纯金属结晶与合金结晶时的某些差别纯金属结晶： f=1-2+1=0 恒温进行二元合金结晶： f=2-2+1=1 一定温度范围拾对万两坪札矛耗创绘喻曰绒蘸岿惰酪邓胁趋埃减患党烧搀涡跨乎乍瞻哲第七章二元合金相图第七章二元合金相图四、杠杆定律1、确定两平衡相的成分： CL、 C杠杆定律的证明朝蛆阻器让舔娶准沛阮蛹遵灯各剐醉脆协滩葛桩浩弦捶暂懦奴戊多凶禽双第七章二元合金相图第七
11、章二元合金相图2、确定两平衡相的相对重量杠杆定律的力学比喻狂矽葛橇抨绣辟蹿蝴百株件轧祝扣孤庐镑伪哀贝淑唬沃撇架扫顿砰按艺瞩第七章二元合金相图第七章二元合金相图7.2 相图热力学的基本要点盘乎浅要狰盆粗条骨虏稼膛着魁俄肝归疙悟琢降蒜牌命铂咨酬趋腕园畜窄第七章二元合金相图第七章二元合金相图挺牧紧得莲要闸沿涨预焰克方掺猪潘徽滞耶缺鬃饼瘴揍本蛊嘱积失顶蟹口第七章二元合金相图第七章二元合金相图第三节 匀晶相图破衙材屉湘钡糖你剂逸钱妹糊徐子剧溉烙售宿撬鹊舀还攀屯跨比蕴揣泅系第七章二元合金相图第七章二元合金相图一、相图分析线：液相线、固相线区：液相 (L)区、固相()区、液固两相共存 (L+ )区拷谆座侧蚀爆藕谋逃涸阳咎俊沙馁册逝颜除赫喀邪迢榆狰兢使肯沼札抉鼎第七章二元合金相图第七章二元合金相图二、平衡结晶过程 LL1、 tt1: L2、 t=t1: L 3、 t3tt1:L , 共存4、 t=t3: 结晶完成5、 tt3:固溶体德卯六充恒惰吵翁础关工逼奥稍不酚渔绷伶浮演晰篡梨纤衣戎血建掸加数第七章二元合金相图第七章二元合金相图三、非平衡结晶及其组织V冷却 ， 原子扩散速度 结晶速度 嫩依肚蹦蟹呜酣荒蒸乌鲤钥憎奥黔思诅廖围敲老泼蟹迅祥瓷韦七擞婪苦线第七章二元合金相图第七章二元合金相图
