第三章金屬與合金的結(jié)晶

第三章金屬與合金的結(jié)晶第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三

結(jié)晶：

金屬與合金液態(tài)→固態(tài)

微觀上看

原子從不規(guī)則排列狀態(tài)結(jié)構(gòu)→規(guī)則排列結(jié)構(gòu)

第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三本章主要內(nèi)容第一節(jié)純金屬的結(jié)晶第二節(jié)合金的結(jié)晶第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)純金屬的結(jié)晶

一、純金屬的冷卻曲線和過冷現(xiàn)象純金屬的結(jié)晶：恒溫結(jié)晶熱分析法測定a：平衡條件下結(jié)晶T0:理論結(jié)晶溫度b：實際生產(chǎn)中結(jié)晶Tn:實際結(jié)晶溫度過冷度△T＝T0－Tn

結(jié)晶條件：必須存在過冷度！同一金屬，結(jié)晶時冷卻速度a）b）越大，過冷度越大，金屬的實際結(jié)晶溫度越低

純金屬的冷卻曲線第三章金屬與合金的結(jié)晶第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三二、純金屬的結(jié)晶過程：形核→長大第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三純金屬的結(jié)晶過程：形核→長大第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三三、金屬結(jié)晶后的晶粒大小

第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三細(xì)化晶粒的方法總原則：形核率N大，長大速率G慢，晶粒總數(shù)目多，晶粒細(xì)小第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三四、金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變同素異晶轉(zhuǎn)變：金屬在固態(tài)下隨溫度的改變，由一種晶格變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象同素異晶體：由同素異晶轉(zhuǎn)變所得到的不同晶格的晶體第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)合金的結(jié)晶

合金結(jié)晶：非恒溫結(jié)晶一、二元合金相圖的基本知識合金相圖：又稱合金平衡圖，表示在平衡狀態(tài)下，合金的組成相和溫度、成分之間關(guān)系的圖解（一）二元合金相圖的表示方法第三章金屬與合金的結(jié)晶第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（二）二元合金相圖的測定方法第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三用熱分析法建立二元相圖的步驟：第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三二、二元勻晶相圖勻晶相圖:兩組元在液態(tài)和固態(tài)均無限互溶時構(gòu)成的合金相圖（一）相圖分析第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（三）合金的結(jié)晶過程分析相圖分析固相線：A液相線：B液相區(qū)：L固相區(qū)：α液固兩相并存區(qū)：L+αNi%LL+ααCuNiABL1L2L3α1α2α3t1t2t3t1t2Ⅰ.合金自高溫冷卻到溫度t1時：

1.

開始從液相中凝固出α固溶體

2.

此時的平衡關(guān)系L1α1

3.

此時α1

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0

，實際固相還未形成

Ⅱ.當(dāng)合金低于t1例如冷卻到溫度t2時：

1.

從液相中凝固出一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的α固溶體

2.

此時的平衡關(guān)系L2α2

3.

在較高溫度下形成的固溶體的成分調(diào)整到與α2相同,液相成分由L1變至L2Ⅲ.合金冷卻到溫度t3時：

得到與合金成分相同的固溶體第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（四）、枝晶偏析枝晶偏析：實際生產(chǎn)中，合金的冷卻速度快，固相內(nèi)部的原子擴(kuò)散來不及充分進(jìn)行，使得晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象，稱為晶內(nèi)偏析，因為呈樹枝狀分布，又稱枝晶偏析缺點：性能不均勻，降低合金的力學(xué)性能和加工工藝性能解決方法：加熱到高溫，并經(jīng)長時間保溫，使原子充分?jǐn)U散，使成分均勻化第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三三、二元共晶相圖共晶相圖：二元合金系中兩組元在液態(tài)能完全溶解，而在固態(tài)互相有限溶解，并發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的相圖（一）相圖分析第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（二）合金的結(jié)晶過程分析第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（二）合金的結(jié)晶過程分析第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（二）合金的結(jié)晶過程分析第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（二）合金的結(jié)晶過程分析第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期三（三）合金的相組分與組織組分相組分：即相組成物，如α、β相組織組分：即組織組織物，指組成合金顯微組織的獨立部分，如α、αⅡ、β、βⅡ、共晶體（α＋β）按組織組分填寫的Pb－Sn合金相圖：第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星