二元合金的相圖及結(jié)晶

2.1合金中的相組元:組成合金最基本的獨(dú)立存在的物質(zhì)合金:由金屬元素與其他元素組成的有金屬特征的金屬材料相:同一成分,同一結(jié)構(gòu),性能均一并有界面相互分開(kāi)的組成部分組織:指用肉眼或用顯微鏡觀察到的材料微觀形貌圖象的統(tǒng)稱(chēng)同樣幾種相,當(dāng)它們的相對(duì)數(shù)量,大小,形態(tài)和分布不同時(shí),就構(gòu)成不同的組織固態(tài)合金可分為固溶體和金屬間化合物2.1.1固溶體溶質(zhì)原子溶入金屬熔劑中形成的合金相稱(chēng)為固溶體,固溶體保持溶劑金屬的晶體結(jié)構(gòu),只引起晶格常數(shù)的變化分類(lèi):置換固溶體與間隙固溶體有限固溶體與無(wú)限固溶體無(wú)序固溶體與有序固溶體固溶強(qiáng)化:固溶體的強(qiáng)度,硬度隨溶質(zhì)原子濃度升高而明顯增加,而塑性韌性下降2.1.2金屬間化合物超過(guò)固溶體溶解度極限時(shí)還可能形成晶體結(jié)構(gòu)不同于組元A或B的新相即形成金屬間化合物一般均有較高的熔點(diǎn),硬度和脆性分類(lèi):正常價(jià)化合物電子化合物間隙相和間隙化合物2.2二元相圖的建立名稱(chēng)A金屬B金屬晶格類(lèi)型bccbcc熔點(diǎn)高低合金1100%0%合金290%10%合金380%20%……..……..…….合金920%80%合金1010%90%合金110%100%熱分析法相圖的建立時(shí)間溫度90705030AB溫度A溫度B溫度TLTSTnbac杠桿定理QS=(bc／ab)100%

QL=(ac／ab)100%QS+QL=1aQS+bQL=cABabLS溫度QLQs2.3勻晶相圖平衡結(jié)晶不平衡結(jié)晶:實(shí)際生產(chǎn)中,合金液澆注后冷卻速度較快,原子擴(kuò)散尚未充分進(jìn)行就已繼續(xù)冷卻,使凝固過(guò)程偏離平衡結(jié)晶條件晶內(nèi)偏析:先結(jié)晶部分含高熔點(diǎn)組元,后結(jié)晶部分含低熔點(diǎn)組元,造成晶體內(nèi)部成分不均勻枝晶偏析:由于通常固溶體呈樹(shù)枝狀,表現(xiàn)為枝干和分枝間的成分不一致成分過(guò)冷:由液相中成分變化與實(shí)際溫度溫度分布共同決定的過(guò)冷成分過(guò)冷較小:胞狀生長(zhǎng)成分過(guò)冷較大:枝晶生長(zhǎng)成分過(guò)冷很大:等軸枝晶2.4共晶相圖共晶轉(zhuǎn)變:從一個(gè)液相中同時(shí)結(jié)晶出兩種不同的固相2.5包晶相圖2.7由二元相圖判斷合金的性能物理性能:如兩相大小和分布都比較均勻,合金的性能大致是兩相性能的算術(shù)平均值,即合金的性能與成分呈直線(xiàn)關(guān)系鑄造性能:液固相線(xiàn)間隔越大,流動(dòng)性越差,越易形成分散的孔洞,共晶合金熔點(diǎn)低,流動(dòng)性最好,易形成集中縮孔,