1、上次课回顾上次课回顾高分子材料的结构与性能高分子材料的结构与性能 陶瓷材料的结构与性能陶瓷材料的结构与性能 纯金属的结晶纯金属的结晶1、纯金属的结晶纯金属的结晶2 2、同素异构转变、同素异构转变3 3、铸锭的结构、铸锭的结构4 4、细化铸态金属晶粒的措施、细化铸态金属晶粒的措施本次课内容本次课内容2 2金属材料金属材料组织和性能的控制组织和性能的控制2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶 2.2.1 2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶 1 1、发生、发生匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶 2 2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶 3 3、发生、发生包晶反应包晶反应的
2、合金的结晶的合金的结晶 4 4、发生、发生共析反应共析反应的合金的结晶的合金的结晶 5 5、含有、含有稳定化合物稳定化合物的合金的的合金的结晶结晶 2.2.2 2.2.2 合金的性能和相图的关系合金的性能和相图的关系 1 1、合金的使用性能和相图的关系、合金的使用性能和相图的关系 2 2、合金的工艺性能与相图的关系、合金的工艺性能与相图的关系 2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶1、发生、发生匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶匀晶反应匀晶反应一种液相在一种液相在变温变温下下逐渐逐渐生成生成一种固相一种固相的反应的反应匀晶相图匀晶相图两组元在液态下无
3、限互两组元在液态下无限互溶，在固态下也无限互溶，在固态下也无限互溶，冷却时发生匀晶反溶，冷却时发生匀晶反应形成的相图应形成的相图(1) 相图分析相图分析如何理解变温结晶？如何理解变温结晶？相图：相图：合金系合金系在在平衡条件下平衡条件下各种相之间关系的简明示图。各种相之间关系的简明示图。铜：a=b=c=0.36149nm镍：a=b=c=0.35288nm2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶1、发生、发生匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶1、发生、发生
4、匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶(3) 结晶特点结晶特点u与纯金属一样，与纯金属一样， 固溶体结晶的过程中，也包括生固溶体结晶的过程中，也包括生 核与长大两核与长大两过程，但更趋于呈树枝状长大。过程，但更趋于呈树枝状长大。 与纯金属不一样，与纯金属不一样， 固溶体结晶在一个温度区间内进固溶体结晶在一个温度区间内进 行，即为一个变温结晶过程。行，即为一个变温结晶过程。 在两相区内，温度一定时，两相的成分（即在两相区内，温度一定时，两相的成分（即Ni质量分质量分 数）是确定的。数）是确定的。液相与固相成分的变化规律液相与固相成分的变化规律确定相成分的方法确定相成分的方法2.2 2.2 合金
5、的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶1、发生、发生匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶(3) 结晶特点结晶特点 两相质量也是一定的：杠杆两相质量也是一定的：杠杆定律定律杠杆定律1111bacbQQLQQQL合金111cQaQbQL合金11111111bacbabbcQQL 杠杆定律的证明 杠杆定律的应用条件平衡状态下的两相区。平衡状态下的两相区。2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶1、发生、发生匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶(3) 结晶特点结晶特点 枝晶偏析与扩散退火枝晶偏析与扩散退火枝晶偏析枝晶偏析：在固溶体结晶过程中
6、，两相区各温度下的固相成在固溶体结晶过程中，两相区各温度下的固相成分是不同的，但冷却过快时，原子扩散不能充分进行，此时分是不同的，但冷却过快时，原子扩散不能充分进行，此时会造成一个晶粒内化学成分的分布不均，这种现象称为会造成一个晶粒内化学成分的分布不均，这种现象称为。扩散退火扩散退火：合金加热到低于固相线合金加热到低于固相线100的温度，并长时间的温度，并长时间保温，使原子充分扩散，获得成分保温，使原子充分扩散，获得成分均匀的固溶体，这种处理均匀的固溶体，这种处理称为称为。2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合
7、金的结晶 共晶反应共晶反应一种液相在一种液相在恒温恒温下下同时同时生成生成两种固相两种固相的反应的反应共晶相图共晶相图两组元在液态下无限互两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，溶，在固态下有限互溶，冷却时发生共晶反应形冷却时发生共晶反应形成的相图成的相图(1) 相图分析相图分析6区、3点、7线共晶体共晶体、二次结晶、二、二次结晶、二次次相相2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程uu合金合金 组织组成相组织组成相：f 、g组织组成物：组织组成物：合金中合金中那些具有确定本质、那
8、些具有确定本质、一定形成机制和特殊一定形成机制和特殊形状的组成部分。形状的组成部分。组织组成物组织组成物： 、 组织组织： + 2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程合金合金 Ld c+ e恒温恒温 c cf+ e eg+ 组织：组织： ( + )组成相：组成相： f 、 g组成物：组成物：( + )2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程合金合金2.2 2.2 合金
9、的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程合金合金%100)(%100)(33fgfxwfggxw%1002)(%1002)(%1002)(%1002)(fgfccddwfggccddwcdcwcddwc两次运两次运用杠杆用杠杆定律。定律。注意：成注意：成分支点在分支点在C，而不，而不是是x3点。点。室温组织室温组织： + +( + )室温组织组成物室温组织组成物： 、 、( + )室温组织组成相室温组织组成相： f、 g g2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶2
10、、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程 合金合金 e eg+ L be + LbdLd c+ e恒温恒温室温组织室温组织： + +( + ) c+ e （ + ）2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶3、发生、发生包晶反应包晶反应的合金的结晶的合金的结晶包晶反应包晶反应一种液一种液相与一相与一种固相在恒温下相互种固相在恒温下相互作用而转变为另一种固相的反应作用而转变为另一种固相的反应包晶相图包晶相图两组元在液态无两组元在液态无限互溶，在固态限互溶，在固态有限互溶，在冷有限互溶，在冷却时发生包晶反却时发生包晶反应所形成的
11、相图，应所形成的相图，叫叫(1) 相图分析相图分析2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶3、发生、发生包晶反应包晶反应的合金的结晶的合金的结晶(2) 结晶过程结晶过程包晶偏析包晶偏析：在冷却速在冷却速度快时，包晶反应生度快时，包晶反应生成物成物 中，原中，原 相中的相中的Pt偏多，原偏多，原L相中相中Pt的的偏少，这种现象叫偏少，这种现象叫。 c + Ld e恒温恒温2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶4、 发生发生共析反应共析反应的合金的结晶的合金的结晶d c+ e恒温恒温LL+abcdefgAB一种固相在一种固相
12、在恒温恒温下下同时同时生生成另外成另外两种固相两种固相的反应的反应共析体共析体2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶5、含有、含有稳定化合物稳定化合物的合金的结晶的合金的结晶在某些组元构成的相在某些组元构成的相图中，常形成一种或图中，常形成一种或几种几种稳定化合物稳定化合物。这。这些化合物成分一定，些化合物成分一定，熔点固定，熔化前不熔点固定，熔化前不分解，也不发生其它分解，也不发生其它反应。可以将稳定的反应。可以将稳定的化合物看成独立的组化合物看成独立的组元，并将整个相图分元，并将整个相图分解成几个简单的相图解成几个简单的相图2.2 2.2 合金的结晶合
13、金的结晶2.2.2 合金的性能和相图的关系合金的性能和相图的关系1、合金的使用性能和相图的关系、合金的使用性能和相图的关系单相固溶体合金单相固溶体合金：由：由于固溶强化主要受晶于固溶强化主要受晶格畸变的影响，故格畸变的影响，故50%溶质含量时，畸溶质含量时，畸变最大，强度、硬度变最大，强度、硬度最大，导电率最差。最大，导电率最差。两相混合物合金两相混合物合金：性：性能介于两相单独性能能介于两相单独性能之间。之间。2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶2.2.2 合金的性能和相图的关系合金的性能和相图的关系2、合金的工艺性能与相图的关系、合金的工艺性能与相图的关系单相固溶体合金单相固溶体合金：纯组
14、元的流动性最纯组元的流动性最好，易缩孔，不易好，易缩孔，不易缩松缩松两相混合物合金两相混合物合金：纯组元与共晶成分纯组元与共晶成分合金的流动性好，合金的流动性好，易缩孔，不易缩松易缩孔，不易缩松本次课小结本次课小结2 2金属材料金属材料组织和性能的控制组织和性能的控制2.2 2.2 合金的结晶合金的结晶 2.2.1 2.2.1 二元合金的结晶二元合金的结晶 1 1、发生、发生匀晶反应匀晶反应的合金的结晶的合金的结晶 2 2、发生、发生共晶反应共晶反应的合金的结晶的合金的结晶 3 3、发生、发生包晶反应包晶反应的合金的结晶的合金的结晶 4 4、发生、发生共析反应共析反应的合金的结晶的合金的结晶 5 5、含有、含有稳定化合物稳定化合物的合金的的合金的结晶结晶 2.2.2 2.2.2 合金的性能和相图的关系合金的性能和相图的关系 1 1、合金的使用性能和相图的关系、合金的使用性能和相图的关系 2 2、合金的工艺性能与相图的关系、合金的工艺性能与相图的关系 课后作业课后作业第三次作业 二元合金相图
