材料科学基础电子教案讲义教学课件 PPT 二元合金相图.ppt
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1、2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章1,第四章 二元合金相图,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章2,第一节 相图的基本概念,主要内容如下: 相图的定义、表示方法及其测定; 相平衡的概念及相平衡的条件; 相律,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章3,相图,定义 合金系中相的状态和组织与成分、温度之间的关系图称为相图(压力恒定)。 二元合金相图的表示 相图的建立 实验测定法 理论计算法,2019/9/28,Introduct
2、ion to Materials Science,第四章4,相平衡,相平衡 合金中各相之间不发生相变(动态平衡)。 相平衡的条件 各组元在各相中的化学位相等。,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章5,相律,定义 在平衡条件下,系统的自由度数与相数、组元数之间的关系。 表达式 在压力恒定的条件下,有: F=C-P+1 式中,f 自由度数;C 组元数; P 相数 应用 确定自由度数; 确定系统由几相平衡共存;,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章6,杠杆定律,2. 应用 确定两平衡相
3、的相对含量及各相所占的重量分数 确定两平衡相的成分 求合金成分,杠杆定律的表达式 在两相区内,两相的重量比与相图中所截两线段成反比。,或,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章7,第二节 匀晶相图,基本内容 匀晶转变与匀晶相图 固溶体的平衡结晶及其组织 固溶体的非平衡结晶及其组织,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章8,匀晶相图与匀晶转变,匀晶转变 由液相直接析出单相固溶体的过程。(L) 匀晶相图 完全具有匀晶转变的相图。(典型:Cu-Ni相图),2019/9/28,Introdu
4、ction to Materials Science,第四章9,固溶体的平衡结晶及其组织,1. 平衡结晶过程 平衡结晶就是无限缓慢地冷却,原子扩散非常充分,时时达到相平衡条件的一种结晶方式。 2. 固溶体结晶机理 与纯金属结晶的相同处 与纯金属结晶的不同处,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章10,固溶体的非平衡过程及其组织,非平衡结晶过程 晶内偏析 一个晶粒内部成分不均匀的现象(微观偏析)。 3. 影响枝晶偏析的因素 冷却速度 相图中L-S相线的间隔 偏析元素的扩散能力 4. 消除枝晶偏析的手段 产生偏析的实质:原子扩散不充分,造成各
5、处成分不均匀。 消除手段:扩散退火(均匀化退火)。,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章11,第三节 共晶相图,基本内容 共晶相图 典型合金的平衡结晶过程 初晶与共晶组织 共晶合金的不平衡结晶及组织,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章12,一、共晶相图,共晶转变 一定成分的液相(L),在恒温下同时析出两个不同成分的固相。 以Pb-Sn相图为例:,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章13,二、典型合金的平衡结晶过程,合金I
6、 L,L,(匀晶转变) 室温相: 室温组织: ,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章14,二、典型合金的平衡结晶过程,合金II L,L, +II(脱溶), + 室温相: + 室温组织: +II,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章15,二、典型合金的平衡结晶过程,合金III (亚共晶合金) L,L, +II(脱溶), + 室温相: + 室温组织: +II,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章16,合金IV (共晶合金) L
7、, LE (M+N)共晶,+,II,+II, 室温:; 室温组织: ( )共晶 (忽略II 、II ),2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章17,合金V(过共晶合金) L, L 初 ,LE (M+N)共晶,+,II,+II, 室温:; 室温组织: ( )共晶 初,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章18,初晶与共晶组织,初晶(先共晶相) 发生共晶反应之前,从液相中直接析出的初生固溶体。 共晶组织(两相机械混合物) 形态 金属金属型共晶组织的形成机制(以层片状共晶为例),2019/
8、9/28,Introduction to Materials Science,第四章19,共晶合金的不平衡结晶及组织,伪共晶 不是共晶成分的合金获得全部共晶体的组织。 离异共晶 在共晶相数量较多而共晶体数量很少的情况下,共晶体中与初晶相同的一相往往依附于初晶生长,而使共晶中的另一组成相留在晶界或枝间处,从而看不出典型的共晶组织形态。把这种两相分离的共晶组织称为离异共晶。,2019/9/28,Introduction to Materials Science,第四章20,第四节 包晶相图,基本内容 包晶相图 典型合金的平衡结晶 包晶转变机理及不平衡结晶 包晶转变的应用,2019/9/28,Int
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