1、 第三章第三章 二元合金及其相圖二元合金及其相圖n1.合金合金 一種金屬元素與另外一種一種金屬元素與另外一種或幾種金屬或非金屬元素相互溶合而形或幾種金屬或非金屬元素相互溶合而形成的具有金屬特性的物質(zhì)。成的具有金屬特性的物質(zhì)。n2.組元組元：n 組成合金的最基本的、能夠獨(dú)立存組成合金的最基本的、能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)叫做組元。在的物質(zhì)叫做組元。它是組成合金的元它是組成合金的元素或穩(wěn)定的化合物；例如：碳鋼的組元素或穩(wěn)定的化合物；例如：碳鋼的組元是鐵和碳，也可以認(rèn)為是鐵和金屬化合是鐵和碳，也可以認(rèn)為是鐵和金屬化合物（物（Fe3C）。）。 由兩個(gè)組元由兩個(gè)組元組成的合金，稱組成的合金，稱為為二元合金。二元

2、合金。3.二元合金二元合金合金舉例合金舉例： 合金合金除具備純金屬的基本特性外，還可以擁有除具備純金屬的基本特性外，還可以擁有純金屬所不能達(dá)到的一系列機(jī)械特性與理化特性純金屬所不能達(dá)到的一系列機(jī)械特性與理化特性,如如高強(qiáng)度高強(qiáng)度、高硬度高硬度、高耐磨性高耐磨性、 強(qiáng)磁性強(qiáng)磁性、耐蝕性耐蝕性等。等。n碳鋼（碳鋼（carbon steel）：）：是鐵與碳所組成的合金。是鐵與碳所組成的合金。 n白銅：主要是銅與鎳所組成的合金。白銅：主要是銅與鎳所組成的合金。n黃銅黃銅(brass)：是銅與鋅等元素組成的合金。是銅與鋅等元素組成的合金。 在金屬或合金中，凡是在金屬或合金中，凡是具有相同成分，相同晶體結(jié)

3、具有相同成分，相同晶體結(jié)構(gòu)并與其他部分有界面分開(kāi)構(gòu)并與其他部分有界面分開(kāi)的均勻組成部分，稱為的均勻組成部分，稱為相相。相相第一節(jié)固態(tài)合金相的種類及特點(diǎn)n在固態(tài)下，物質(zhì)可以是單相的，也可以是在固態(tài)下，物質(zhì)可以是單相的，也可以是多相的。多相的。n純金屬在固態(tài)時(shí)為一個(gè)相（固相），在熔點(diǎn)以上純金屬在固態(tài)時(shí)為一個(gè)相（固相），在熔點(diǎn)以上為另一個(gè)相（液相）。為另一個(gè)相（液相）。n合金中有兩類基本相：合金中有兩類基本相：固溶體固溶體和和金屬化合金屬化合物物。 1.1 固溶體的分類：固溶體的分類： 按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的所占的位置，可將固溶體按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的所占的位置，可將固溶體分為兩大類：分為兩大類

4、：置換固溶體置換固溶體和和間隙固溶體間隙固溶體。溶劑溶劑能夠保持其原有晶格類能夠保持其原有晶格類型并與固溶體晶格相同型并與固溶體晶格相同的組元稱為的組元稱為溶劑溶劑。溶質(zhì)溶質(zhì)失去原有晶格類型的組失去原有晶格類型的組元稱為元稱為溶質(zhì)溶質(zhì)，一般在合，一般在合金中含量較少。金中含量較少。+1、固溶體固溶體： 在固態(tài)下，溶質(zhì)原子可以不同方式進(jìn)入溶劑金屬在固態(tài)下，溶質(zhì)原子可以不同方式進(jìn)入溶劑金屬組元的晶格中去，這樣所形成的新相，稱之為固溶體。組元的晶格中去，這樣所形成的新相，稱之為固溶體。固溶體固溶體一種固相一種固相根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布是否有規(guī)律可根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布是否有規(guī)律可將固溶體

5、分為：將固溶體分為：有序固溶體有序固溶體和和無(wú)序固溶體無(wú)序固溶體。 溶質(zhì)原子有規(guī)則地占據(jù)溶劑結(jié)構(gòu)中的溶質(zhì)原子有規(guī)則地占據(jù)溶劑結(jié)構(gòu)中的固定位置，溶質(zhì)與溶劑原子數(shù)之比為一定固定位置，溶質(zhì)與溶劑原子數(shù)之比為一定值時(shí)，所形成的固溶體稱為值時(shí)，所形成的固溶體稱為有序固溶體有序固溶體。否則為否則為無(wú)序固溶體無(wú)序固溶體。銅和金形成的銅和金形成的置換固溶體置換固溶體間隙固溶體間隙固溶體溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑之比應(yīng)小于之比應(yīng)小于059方可。方可。溶質(zhì)原子不是占據(jù)溶劑晶格的結(jié)溶質(zhì)原子不是占據(jù)溶劑晶格的結(jié)點(diǎn)位置而是進(jìn)入溶劑晶格的間隙點(diǎn)位置而是進(jìn)入溶劑晶格的間隙時(shí)，所形成的固溶體時(shí)，所形成的固溶

6、體。過(guò)渡族元素過(guò)渡族元素(溶劑溶劑)與尺寸較小的元素與尺寸較小的元素C 、N、H、B等易形成間隙固溶體。等易形成間隙固溶體。溶質(zhì)原子在間隙固溶體中的溶解度一般很溶質(zhì)原子在間隙固溶體中的溶解度一般很小小,所以間隙固溶體都是所以間隙固溶體都是有限固溶體有限固溶體。溶質(zhì)原子將使間隙固溶體發(fā)生畸變，溶質(zhì)原子將使間隙固溶體發(fā)生畸變，其濃度越大，畸變?cè)酱?。其濃度越大，畸變?cè)酱?。溶質(zhì)原子在間隙固溶體中溶質(zhì)原子在間隙固溶體中的分布是隨機(jī)的，的分布是隨機(jī)的，間隙固間隙固溶體都是溶體都是無(wú)序固镕體無(wú)序固镕體。-19碳在碳在 Fe中的間隙固中的間隙固溶體溶體（三）（三）固溶體中的溶解度固溶體中的溶解度C及其影響因素

7、及其影響因素： C=溶質(zhì)元素的重量（原子數(shù)）溶質(zhì)元素的重量（原子數(shù)）/固溶體的總固溶體的總重量（總原子數(shù)）重量（總原子數(shù)）100%。 當(dāng)當(dāng)C有一定限度時(shí)，這種固溶體叫做有限固有一定限度時(shí)，這種固溶體叫做有限固溶體溶體。 當(dāng)當(dāng)C沒(méi)有一定限度時(shí)，沒(méi)有一定限度時(shí)，（即溶質(zhì)元素與溶劑（即溶質(zhì)元素與溶劑元素之間可以形成任何比例的固溶體元素之間可以形成任何比例的固溶體,固溶度固溶度達(dá)達(dá)100 ），），這種固溶體叫做無(wú)限固溶體。只這種固溶體叫做無(wú)限固溶體。只有當(dāng)溶質(zhì)元素與溶劑元素之間形成置換固溶體有當(dāng)溶質(zhì)元素與溶劑元素之間形成置換固溶體時(shí)，才有可能形成無(wú)限固溶體；而形成間隙固時(shí)，才有可能形成無(wú)限固溶體；而形

8、成間隙固溶體時(shí)，只能是有限固溶體。溶體時(shí)，只能是有限固溶體。r 晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)： 溶質(zhì)與溶劑晶體結(jié)構(gòu)相同的元素之溶質(zhì)與溶劑晶體結(jié)構(gòu)相同的元素之間具有較大的溶解度，可形成無(wú)限固溶體間具有較大的溶解度，可形成無(wú)限固溶體或有限固溶體。晶體結(jié)構(gòu)不同的元素之間或有限固溶體。晶體結(jié)構(gòu)不同的元素之間的溶解度較小，形成有限固溶體。的溶解度較小，形成有限固溶體。（例如，具有（例如，具有fcc晶格的晶格的Mn、Cu、Ni等在等在fcc的的-Fe中的溶解度較大，而在具有中的溶解度較大，而在具有bcc的的-Fe中的溶解度較小。）中的溶解度較小。）影響固溶體溶解度的因素影響固溶體溶解度的因素： 原子大小因素原子大小因

9、素：當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子直：當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子直徑差別（徑差別（d=d溶劑溶劑-d溶質(zhì)溶質(zhì)） 小時(shí)，易形成置小時(shí)，易形成置置換固溶體，而且差別越小，置換固溶體，而且差別越小，C越大，當(dāng)越大，當(dāng)差別小到一定程度時(shí)，差別小到一定程度時(shí)，C。當(dāng)當(dāng)d14%-15%時(shí)，可形成無(wú)限固溶體。時(shí)，可形成無(wú)限固溶體。例例如，以鐵為基的固溶體此差別如，以鐵為基的固溶體此差別8%時(shí)，時(shí)，C。反之，當(dāng)差別大時(shí)，易形成間隙固溶體。反之，當(dāng)差別大時(shí)，易形成間隙固溶體。間隙原子造成的晶格畸變比置換原子造成間隙原子造成的晶格畸變比置換原子造成的晶格畸變大得多，所以其溶解度一般不的晶格畸變大得多，所以其溶解度一般不會(huì)很大。會(huì)很大

10、。 電負(fù)性：得電子成為負(fù)離子的能力電負(fù)性：得電子成為負(fù)離子的能力 負(fù)電性相差越大，他們的化學(xué)親和力就越大，就越容負(fù)電性相差越大，他們的化學(xué)親和力就越大，就越容易形成化合物，而不易形成固溶體，即使形成固溶體，溶解易形成化合物，而不易形成固溶體，即使形成固溶體，溶解度也很小。二組元電負(fù)性差別小，易形成固溶體且溶解度大，度也很小。二組元電負(fù)性差別小，易形成固溶體且溶解度大，即兩組元在周期表中位置接近。即兩組元在周期表中位置接近。它是強(qiáng)化金屬材料的它是強(qiáng)化金屬材料的重要途徑之一。重要途徑之一。固溶體的強(qiáng)度硬度逐漸升高，固溶體的強(qiáng)度硬度逐漸升高，而塑性、韌性有所下降，而塑性、韌性有所下降，所以，其綜合性

11、能較好，常作為結(jié)構(gòu)合金的基體相所以，其綜合性能較好，常作為結(jié)構(gòu)合金的基體相 通過(guò)向溶劑中溶入溶質(zhì)元素形成固溶通過(guò)向溶劑中溶入溶質(zhì)元素形成固溶體，而使固溶體合金強(qiáng)度、硬度升高體，而使固溶體合金強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象的現(xiàn)象稱為稱為固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化：固溶體與純金屬相比電阻率矯頑力逐漸升高，導(dǎo)電固溶體與純金屬相比電阻率矯頑力逐漸升高，導(dǎo)電率下降等。率下降等。固溶強(qiáng)化的原因固溶強(qiáng)化的原因 ？ 由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，晶格畸變?cè)龃篌w的晶格發(fā)生畸變，晶格畸變?cè)龃笪诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使金屬滑移變形位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使金屬滑移變形變得更加困難，變形抗力增大

12、，從變得更加困難，變形抗力增大，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。而提高合金的強(qiáng)度和硬度。單元單元2 -252、金屬化合物：、金屬化合物： 它是合金組元間發(fā)生相互作用而形成它是合金組元間發(fā)生相互作用而形成的一種新相，又稱為中間相。新相的晶格結(jié)的一種新相，又稱為中間相。新相的晶格結(jié)構(gòu)與合金的各組元的晶格結(jié)構(gòu)都不相同。一構(gòu)與合金的各組元的晶格結(jié)構(gòu)都不相同。一般可用分子式來(lái)大致表示其組成。般可用分子式來(lái)大致表示其組成。 在化合物中具有相當(dāng)程度的金屬鍵及一在化合物中具有相當(dāng)程度的金屬鍵及一定的金屬性質(zhì)，所以又稱為金屬化合物。如：定的金屬性質(zhì)，所以又稱為金屬化合物。如：碳鋼中碳鋼中 的的Fe3C；n金屬化合物一

13、般具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高，硬而脆。金屬化合物一般具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高，硬而脆。n合金中出現(xiàn)金屬化合物時(shí)，常能提高合金的強(qiáng)度、硬度和耐合金中出現(xiàn)金屬化合物時(shí)，常能提高合金的強(qiáng)度、硬度和耐 磨性，但會(huì)降低塑性和韌性。磨性，但會(huì)降低塑性和韌性。2.1、分類：分類：2.1.1 、正常價(jià)化合物正常價(jià)化合物：符合一般化合物：符合一般化合物的原子價(jià)規(guī)律，有嚴(yán)格的化合比，成分固的原子價(jià)規(guī)律，有嚴(yán)格的化合比，成分固定不變，并可用化學(xué)式來(lái)表示。例如：定不變，并可用化學(xué)式來(lái)表示。例如：Mg2Si、MnS等，正常價(jià)化合物具有較高等，正常價(jià)化合物具有較高的硬度和脆性。的硬度和脆性。CaF2型的晶格形式和型的晶

14、格形式和ZnS型晶格形式型晶格形式-282.1.2、電子化合物電子化合物： 不遵守原子價(jià)規(guī)律但符合電子濃度（組元貢不遵守原子價(jià)規(guī)律但符合電子濃度（組元貢獻(xiàn)的價(jià)電子數(shù)與合金相原子數(shù)目之比值）規(guī)律的獻(xiàn)的價(jià)電子數(shù)與合金相原子數(shù)目之比值）規(guī)律的化合物?；衔铩電子濃度電子濃度(即電子數(shù)原于數(shù)即電子數(shù)原于數(shù))為為32的電子化合物，皆具有體的電子化合物，皆具有體心立方晶格稱之為心立方晶格稱之為相。如相。如CuZn、 Cu5Sn、 FeAl、 NiAl等。等。n電子濃度為電子濃度為2113的電子化合物皆具有復(fù)雜立方晶格，稱的電子化合物皆具有復(fù)雜立方晶格，稱為為相如相如Cu5Zn8、Cu31Sn8等。等。n

15、電子濃度為電子濃度為74的電子化合物，皆具有密排六方晶格，稱的電子化合物，皆具有密排六方晶格，稱作作相。如相。如CuZn3 、Cu8Sn等等電子化合物主要以金屬鍵結(jié)合，有明顯的金屬特性電子化合物主要以金屬鍵結(jié)合，有明顯的金屬特性它的熔點(diǎn)、它的熔點(diǎn)、硬度很高，但塑性較低硬度很高，但塑性較低，在許多有色金屬中為重要的強(qiáng)化相。，在許多有色金屬中為重要的強(qiáng)化相。2.1.3、間隙化合物間隙化合物(interstitial compounds)是由過(guò)渡族金屬是由過(guò)渡族金屬(Fe、Cr、Mn 、 Mo、W、V等等)同原子同原子直徑較小的非金屬元素直徑較小的非金屬元素(C、N、H、B等等)形成的化合物。形成的

16、化合物。在不同于組成元素的新晶格中，尺寸較大的過(guò)渡族元素占在不同于組成元素的新晶格中，尺寸較大的過(guò)渡族元素占據(jù)晶格的正常位置，尺寸較小的非金屬原子則有規(guī)則的嵌據(jù)晶格的正常位置，尺寸較小的非金屬原子則有規(guī)則的嵌入晶格的間隙中。入晶格的間隙中。間隙化合物種類間隙化合物種類間隙相間隙相具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物-30 間隙相間隙相： 當(dāng)當(dāng)r非非/r金屬金屬0.59時(shí)時(shí)，形成的間隙化合物，形成的間隙化合物具有具有比較簡(jiǎn)單的晶格結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的晶格結(jié)構(gòu)，稱為間隙相。例，稱為間隙相。例如：如：VC具有具有fcc結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 間隙相具有十分突間隙相具有十分突出的金屬特性，有金屬光澤和良好

17、的導(dǎo)電性，出的金屬特性，有金屬光澤和良好的導(dǎo)電性，熔點(diǎn)和硬度極高，熔點(diǎn)和硬度極高，間隙化合物的合理存在，間隙化合物的合理存在，可有效地提高鋼的可有效地提高鋼的強(qiáng)度強(qiáng)度、熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性、紅硬性紅硬性及及耐磨性耐磨性。是高速鋼和硬質(zhì)合金中的重要組成。是高速鋼和硬質(zhì)合金中的重要組成相，相，也是合金工具鋼和高溫金屬陶瓷中的重也是合金工具鋼和高溫金屬陶瓷中的重要組成相。要組成相。如如TiC、WC 、 TiN、VC、NbC 、Mo2N、Fe4N等等 間隙化合物間隙化合物： 當(dāng)當(dāng)r非非/r金屬金屬0.59時(shí)時(shí)，所形成的化合所形成的化合物具有較復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，物具有較復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，稱為間隙化稱為間隙化合物。例

18、如：合物。例如： Fe3C，具有正交晶格。具有正交晶格。 間隙化合物也具有很高的熔點(diǎn)和硬間隙化合物也具有很高的熔點(diǎn)和硬度，但與間隙相相比，它們的熔點(diǎn)和硬度，但與間隙相相比，它們的熔點(diǎn)和硬度要低一些，而且在加熱時(shí)，容易分解。度要低一些，而且在加熱時(shí)，容易分解。VC晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)Fe3C晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 第二節(jié)第二節(jié) 二元合金相圖二元合金相圖n合金在結(jié)晶之后，既可獲得單相的固合金在結(jié)晶之后，既可獲得單相的固溶體組織，又有可得到單相的化合物溶體組織，又有可得到單相的化合物組織，還可得到由固溶體和化合物或組織，還可得到由固溶體和化合物或幾種固溶體組成的多相組織。并且組幾種固溶體組成的多相組織。并且組

19、元成分、溫度還影響到結(jié)晶后所獲得元成分、溫度還影響到結(jié)晶后所獲得的相的性質(zhì)、數(shù)目和相對(duì)含量。為了的相的性質(zhì)、數(shù)目和相對(duì)含量。為了研究清楚這些問(wèn)題，我們需要利用相研究清楚這些問(wèn)題，我們需要利用相圖這一工具。圖這一工具。幾個(gè)名詞：幾個(gè)名詞：1.合金系：由兩個(gè)或兩個(gè)以上組元按不同合金系：由兩個(gè)或兩個(gè)以上組元按不同的比例配制成的一系列不同成分的合金，的比例配制成的一系列不同成分的合金，稱為合金系，例如，稱為合金系，例如，Pb-Sn系、系、Fe-Fe3C系；系；2. 相圖：用來(lái)表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)相圖：用來(lái)表示合金系中各個(gè)合金的結(jié)晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解，稱為相圖。相圖上表晶過(guò)程的簡(jiǎn)明圖解，稱為相圖。相圖上

20、表示的組織都是在極其緩慢冷卻的條件下所示的組織都是在極其緩慢冷卻的條件下所獲得的，都是接近平衡狀態(tài)的組織，又叫獲得的，都是接近平衡狀態(tài)的組織，又叫做平衡圖。做平衡圖。3. 組織：在金相顯微鏡下觀察到的具有某組織：在金相顯微鏡下觀察到的具有某種形貌或形態(tài)特征的組成部分。種形貌或形態(tài)特征的組成部分。一、二元合金相圖的建立：比較常見(jiàn)的是一、二元合金相圖的建立：比較常見(jiàn)的是利用熱分析法建立；利用熱分析法建立；CuNi相圖的建立過(guò)程：相圖的建立過(guò)程：l配置合金配置合金l測(cè)定冷卻曲線測(cè)定冷卻曲線l標(biāo)定臨界點(diǎn)標(biāo)定臨界點(diǎn)l繪制合金相圖繪制合金相圖二、二元合金相圖的基本類型二、二元合金相圖的基本類型（一）勻晶相

21、圖：（一）勻晶相圖： 兩組元在液態(tài)和固態(tài)均無(wú)限互溶的二兩組元在液態(tài)和固態(tài)均無(wú)限互溶的二元合金系所形成的相圖。例如：元合金系所形成的相圖。例如：CuNi、CuAu、AuAg、FeNi等。等。1、相圖分析：相圖分析：1.1點(diǎn)：點(diǎn)：A：Cu的熔點(diǎn)；的熔點(diǎn)；B：Ni的熔點(diǎn)；的熔點(diǎn)；1.2線：線：AB線（上面）：線（上面）：液相線；液相線； AB線（下面）：線（下面）：固相線；固相線；1.3面：面：液相區(qū)；液相區(qū)； 固相區(qū)；固相區(qū)；液固兩相共存區(qū)；液固兩相共存區(qū)；銅銅-鎳合金勻晶相圖鎳合金勻晶相圖CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L

22、 L+ 純銅純銅熔點(diǎn)熔點(diǎn)純鎳純鎳熔點(diǎn)熔點(diǎn)液相線液相線固相線固相線液相區(qū)液相區(qū)固相區(qū)固相區(qū)液固兩相區(qū)液固兩相區(qū)AB勻晶合金的結(jié)晶過(guò)程勻晶合金的結(jié)晶過(guò)程勻晶合金與純金屬不同，它沒(méi)有一個(gè)恒定的熔點(diǎn)，而勻晶合金與純金屬不同，它沒(méi)有一個(gè)恒定的熔點(diǎn)，而是在液、固相線劃定的溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行結(jié)晶。是在液、固相線劃定的溫區(qū)內(nèi)進(jìn)行結(jié)晶。l1bcdT,CtL L L勻晶轉(zhuǎn)變 L 冷卻曲線CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 12 23 34 4 4 3 2 1l2l3l4液態(tài)合金冷至液態(tài)合金冷至t t1 1溫度，開(kāi)始從液態(tài)合金中析出溫度，開(kāi)始從

23、液態(tài)合金中析出相，此時(shí)結(jié)晶出的相，此時(shí)結(jié)晶出的成分為成分為1 1，液相的成分為液相的成分為L(zhǎng) L1 1（即為合金的成分即為合金的成分）；）；隨著溫度的降低，隨著溫度的降低，L L ，到達(dá)到達(dá)t t2 2溫度，液相的成分沿著液相線變溫度，液相的成分沿著液相線變?yōu)闉長(zhǎng) L2 2，固相沿著固相線變?yōu)楣滔嘌刂滔嗑€變?yōu)? 2；同時(shí)，液相的數(shù)量逐漸的降低，同時(shí)，液相的數(shù)量逐漸的降低， 相的數(shù)量逐漸的增加；相的數(shù)量逐漸的增加；溫度冷至溫度冷至t3時(shí)，液相成分沿著液相線變化為時(shí)，液相成分沿著液相線變化為l3 ，固溶體成分沿著，固溶體成分沿著固相線變化為固相線變化為3，并與，并與l3相平衡。溫度冷至相平衡。溫

24、度冷至t4時(shí)，液相全部結(jié)晶為時(shí)，液相全部結(jié)晶為相，相， 成分沿固相線變?yōu)槌煞盅毓滔嗑€變?yōu)?（即合金的成分即合金的成分）。）。溫度繼續(xù)下降，就為固溶體溫度繼續(xù)下降，就為固溶體的簡(jiǎn)單冷卻。的簡(jiǎn)單冷卻。2、平衡結(jié)晶過(guò)程：以如圖所示合金、平衡結(jié)晶過(guò)程：以如圖所示合金1為例來(lái)分析為例來(lái)分析平衡結(jié)晶過(guò)程：平衡結(jié)晶過(guò)程：n液態(tài)合金冷至液態(tài)合金冷至t t1 1溫度，開(kāi)始從液態(tài)合金中析出溫度，開(kāi)始從液態(tài)合金中析出相，此相，此時(shí)結(jié)晶出的時(shí)結(jié)晶出的成分為成分為1 1，液相的成分為液相的成分為L(zhǎng) L1 1（即為合金即為合金的成分的成分）；）；n隨著溫度的降低，隨著溫度的降低，L L ，到達(dá)到達(dá)t t2 2溫度，液相的

25、成分沿溫度，液相的成分沿著液相線變?yōu)橹合嗑€變?yōu)長(zhǎng) L2 2，固相沿著固相線變?yōu)楣滔嘌刂滔嗑€變?yōu)? 2；同時(shí)，液相同時(shí)，液相的數(shù)量逐漸的降低，的數(shù)量逐漸的降低， 相的數(shù)量逐漸的增加；相的數(shù)量逐漸的增加；n溫度冷至溫度冷至t t3 3時(shí)，液相成分沿著液相線變化為時(shí)，液相成分沿著液相線變化為l l3 3 ，固溶，固溶體成分沿著固相線變化為體成分沿著固相線變化為3 3，并與，并與l l3 3相平衡。溫度冷相平衡。溫度冷至至t t4 4時(shí)，液相全部結(jié)晶為時(shí)，液相全部結(jié)晶為相，相， 成分沿固相線變?yōu)槌煞盅毓滔嗑€變?yōu)? 4（即合金的成分即合金的成分）。）。n溫度繼續(xù)下降，就為固溶體溫度繼續(xù)下降，就為固溶

26、體的簡(jiǎn)單冷卻。的簡(jiǎn)單冷卻。n注意：注意：n合金在平衡結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶出的固相成分沿固相線變合金在平衡結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶出的固相成分沿固相線變化，液相的成分沿液相線變化；化，液相的成分沿液相線變化；n液（固）相線表示在無(wú)限緩慢冷卻的條件下，液、液（固）相線表示在無(wú)限緩慢冷卻的條件下，液、固兩相平衡共存時(shí)，液（固）相的化學(xué)成分隨溫度的固兩相平衡共存時(shí)，液（固）相的化學(xué)成分隨溫度的變化情況。變化情況。3、杠桿定律：解決二元合金在冷卻結(jié)晶過(guò)程中，杠桿定律：解決二元合金在冷卻結(jié)晶過(guò)程中，液固兩相平衡共存時(shí)的相對(duì)含量；如圖液固兩相平衡共存時(shí)的相對(duì)含量；如圖從圖中可知：合金從圖中可知：合金1在在t1溫度時(shí)是溫度時(shí)是L

27、 、兩相平衡共存，兩相平衡共存，液相的成分為液相的成分為x1，固相的成分為固相的成分為x2，合金的成分為合金的成分為x。求：求：L 、兩相的相對(duì)含量？?jī)上嗟南鄬?duì)含量？設(shè)：合金的總重量為設(shè)：合金的總重量為1； 在溫度在溫度t1時(shí)，液相的質(zhì)量為時(shí)，液相的質(zhì)量為QL，固相的質(zhì)量為固相的質(zhì)量為Q；則有：則有： Q=aC/ab； QL=Cb/ab； QL/ Q=aC/Cb杠桿定律杠桿定律CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ 12ABxacbT1T21. 1. 在兩相區(qū)內(nèi)，對(duì)應(yīng)在兩相區(qū)內(nèi)，對(duì)應(yīng)每一確定的溫度，兩相每一確定的溫度，

28、兩相的成分是確定的。的成分是確定的。2. 2. 隨著溫度的降低，隨著溫度的降低，兩相的成分分別沿液相兩相的成分分別沿液相線和固相線變化。線和固相線變化。杠桿定律杠桿定律：在兩相區(qū)內(nèi)，對(duì)在兩相區(qū)內(nèi)，對(duì)應(yīng)每一確定的溫度應(yīng)每一確定的溫度T1T1，兩相兩相質(zhì)量的比值是確定的。即質(zhì)量的比值是確定的。即Q QL L/Q/Q = = cb/ac杠桿定律推論：杠桿定律推論：在兩在兩相區(qū)內(nèi)，對(duì)應(yīng)溫度相區(qū)內(nèi)，對(duì)應(yīng)溫度T T1 1時(shí)時(shí)兩相在合金兩相在合金b b中的相對(duì)中的相對(duì)質(zhì)量各為質(zhì)量各為QL=(x2-x)/(x2-x1)Q =(x-x1)/(x2-x1)=1- =1- Q QL Lx1x1x2例：求例：求30%

29、30%NiNi合金在合金在1280 1280 時(shí)時(shí) 相的相對(duì)量相的相對(duì)量CuNiNi%T,C2040608010010001100120013001400150010831455L L+ ac30a1b1c11280 C解：作成分線和溫度線如圖。6618根據(jù)杠桿定律推論， Q Q / / Q QH H = = a a1 1b b1 1 /a/a1 1c c1 1 =12/48=1/4=12/48=1/4答：所求合金在1280 時(shí)相的相對(duì)質(zhì)量為1/4。4、枝晶偏析：在晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象枝晶偏析：在晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象叫做晶內(nèi)偏析，也叫枝晶偏析；叫做晶內(nèi)偏析，也叫枝晶偏析；n產(chǎn)生

30、原因：在實(shí)際生產(chǎn)中，冷卻速度較快，使合金內(nèi)產(chǎn)生原因：在實(shí)際生產(chǎn)中，冷卻速度較快，使合金內(nèi)部，尤其是固相內(nèi)部的原子來(lái)不及充分?jǐn)U散；部，尤其是固相內(nèi)部的原子來(lái)不及充分?jǐn)U散；n危害：嚴(yán)重影響機(jī)械危害：嚴(yán)重影響機(jī)械性能，特別是使塑性、性能，特別是使塑性、韌性下降，抗蝕能力韌性下降，抗蝕能力下降；下降；n消除方法：采用擴(kuò)散消除方法：采用擴(kuò)散退火（均勻化退火）：退火（均勻化退火）：即將鑄件加熱到低于即將鑄件加熱到低于固相線固相線100200的的溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，使偏析元素充分溫，使偏析元素充分的擴(kuò)散，從而使合金的擴(kuò)散，從而使合金的成分均勻化。的成分均勻化。第四節(jié)第四節(jié) 二元共晶相圖二

31、元共晶相圖n二元共晶相圖：當(dāng)兩組元在液態(tài)時(shí)二元共晶相圖：當(dāng)兩組元在液態(tài)時(shí)無(wú)限互溶，在固態(tài)時(shí)有限互溶，并無(wú)限互溶，在固態(tài)時(shí)有限互溶，并能發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的二元相圖叫做二能發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的二元相圖叫做二元共晶相圖。例如：元共晶相圖。例如：PbSn、CuAg、ZnSn相圖等；相圖等；1、相圖分析：如圖所示：、相圖分析：如圖所示：1.1 點(diǎn)：點(diǎn)：a點(diǎn)：點(diǎn)：Pb的熔點(diǎn)；的熔點(diǎn)；b點(diǎn)：點(diǎn)：Sn的熔點(diǎn)；的熔點(diǎn)；c點(diǎn)：共晶點(diǎn)；點(diǎn)：共晶點(diǎn)；1.2 線：線：acb：液相線；液相線；adceb線：固相線；線：固相線；df線：線：固溶體的溶固溶體的溶解度曲線（解度曲線（ 固溶體是以固溶體是以Pb為溶劑，以為溶劑，以Sn為溶

32、質(zhì)的有限固溶為溶質(zhì)的有限固溶體）；體）；eg線：線： 固溶體的溶解度曲線（固溶體的溶解度曲線（ 固溶體是以固溶體是以Sn為溶劑，為溶劑，以以Pb為溶質(zhì)的有限固溶體）；為溶質(zhì)的有限固溶體）；1.3面：?jiǎn)蜗鄥^(qū)：液相區(qū)、面：?jiǎn)蜗鄥^(qū)：液相區(qū)、 固溶體區(qū)、固溶體區(qū)、 固溶體區(qū)；固溶體區(qū)； 兩相區(qū)：兩相區(qū)：L+ 、L+ 、 + ； ced線是線是L+ + 三相共存區(qū)，三相共存區(qū)，dce線也叫共晶線；線也叫共晶線；1.4共晶轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，由一定成分共晶轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，由一定成分的液相同時(shí)結(jié)晶出成分一定且不相同的兩的液相同時(shí)結(jié)晶出成分一定且不相同的兩個(gè)固相的轉(zhuǎn)變，稱為共晶轉(zhuǎn)變或共晶反應(yīng)個(gè)固相的轉(zhuǎn)變，

33、稱為共晶轉(zhuǎn)變或共晶反應(yīng)。n如圖如圖3-15所示，在所示，在dce線所對(duì)應(yīng)的溫度線所對(duì)應(yīng)的溫度下，成分為下，成分為c 的液相（的液相（Lc）會(huì)同時(shí)結(jié)晶會(huì)同時(shí)結(jié)晶出成分為出成分為d的的d和成分為和成分為e 的的e兩個(gè)固兩個(gè)固相，所以發(fā)生了共晶反應(yīng)。表達(dá)式為：相，所以發(fā)生了共晶反應(yīng)。表達(dá)式為： edtccL 幾個(gè)概念幾個(gè)概念：ndce線叫做共晶線；線叫做共晶線；c點(diǎn)叫做共晶點(diǎn)；點(diǎn)叫做共晶點(diǎn)；c點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度叫做共晶溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度叫做共晶溫度tc；n成分為成分為c點(diǎn)的合金叫做共晶合金；成分在點(diǎn)的合金叫做共晶合金；成分在dc之間的合金叫做亞共晶合金；成分之間的合金叫做亞共晶合金；成分ce在之間的合金

34、叫做過(guò)共晶合金。在之間的合金叫做過(guò)共晶合金。n所生成的產(chǎn)物所生成的產(chǎn)物d+ e叫做共晶產(chǎn)物。叫做共晶產(chǎn)物。2 2共晶相圖共晶相圖PbSnSn%T, C鉛-錫合金共晶相圖液相線液相線L固相線固相線 + L + L + 固溶線固溶線 固溶線固溶線共晶轉(zhuǎn)變分析共晶轉(zhuǎn)變分析PbSnT, CL + L + L + 共晶反應(yīng)線共晶反應(yīng)線表示從表示從d點(diǎn)到點(diǎn)到e點(diǎn)點(diǎn)范圍的合金，在范圍的合金，在該溫度上都要發(fā)該溫度上都要發(fā)生不同程度上的生不同程度上的共晶反應(yīng)。共晶反應(yīng)。ce共晶點(diǎn)共晶點(diǎn)表示表示c點(diǎn)成分的合點(diǎn)成分的合金冷卻到此溫度金冷卻到此溫度上發(fā)生完全的共上發(fā)生完全的共晶轉(zhuǎn)變。晶轉(zhuǎn)變。dLd c + e2、合

35、金的平衡結(jié)晶過(guò)程：、合金的平衡結(jié)晶過(guò)程：2.1共晶合金的結(jié)晶過(guò)程：如圖所示：合金共晶合金的結(jié)晶過(guò)程：如圖所示：合金為為WSn=61.9%的共晶合金，它的冷卻過(guò)程如圖所示：的共晶合金，它的冷卻過(guò)程如圖所示：n冷卻到冷卻到c點(diǎn)，合金的溫度冷到了點(diǎn)，合金的溫度冷到了tc（183），），合金的合金的成分為共晶成分，所以發(fā)生共晶反應(yīng)：成分為共晶成分，所以發(fā)生共晶反應(yīng)： Lc d+ e，得到共晶組織，計(jì)算一下它們的相對(duì)含量：得到共晶組織，計(jì)算一下它們的相對(duì)含量： %4 .45195 .979 .615 .97deceQQ=1-W =1-45.4% =54.6%溫度冷到溫度冷到c（1點(diǎn)）點(diǎn)點(diǎn)）點(diǎn)以下時(shí)，以下

36、時(shí)，相和相和相均相均冷卻，其中，冷卻，其中， 相的相的溶解度沿著溶解度沿著df線變化，線變化， 相的溶解度沿著相的溶解度沿著eg線線變化，各自分別生出變化，各自分別生出次生相，次生相，、，可可忽略。忽略。所以，所以，共晶合金的室溫組織共晶合金的室溫組織為為+ ；如圖所示。如圖所示。結(jié)晶過(guò)程分析結(jié)晶過(guò)程分析（共晶合金共晶合金）T, CtL( + )L( + )LL( + ) 共晶體共晶體冷卻曲線冷卻曲線( + )PbSnT, CL + L + L + 183dec12如圖所示，如圖所示，和和相呈層片狀交替分相呈層片狀交替分布，其中白色組織布，其中白色組織為為相，黑色組織相，黑色組織為為相。相。n

37、1點(diǎn)以上是液相的簡(jiǎn)單冷卻；點(diǎn)以上是液相的簡(jiǎn)單冷卻；n12點(diǎn)是點(diǎn)是L；n2點(diǎn)：發(fā)生共晶反應(yīng)：點(diǎn)：發(fā)生共晶反應(yīng)： Lc d+ e；此反應(yīng)一直進(jìn)行到液相用完此反應(yīng)一直進(jìn)行到液相用完為止，所以此時(shí)的組織：為止，所以此時(shí)的組織： （初晶）初晶）+ （d+ e）n2點(diǎn)以下是次生相的析出，同理，點(diǎn)以下是次生相的析出，同理，n d+ e的次生相可以忽略，但初晶的次生相可以忽略，但初晶的次的次生相生相 不能忽略。不能忽略。n所以，亞共晶合金的室溫組織為：所以，亞共晶合金的室溫組織為：n 先先+（d+ e）+ 2.2亞共晶合金的結(jié)晶過(guò)程：如圖所亞共晶合金的結(jié)晶過(guò)程：如圖所示，合金示，合金為為WSn=50%的亞共晶

38、合的亞共晶合金，它的冷卻結(jié)晶過(guò)程如圖所示：金，它的冷卻結(jié)晶過(guò)程如圖所示：合金結(jié)晶過(guò)程分析合金結(jié)晶過(guò)程分析（亞共晶合金亞共晶合金）X1T, CtLL+ ( + )+ + 12( + )+ PbSnT, CL + L + L + 183decL+( + )+ 圖中黑色的樹(shù)圖中黑色的樹(shù)枝狀晶為初晶枝狀晶為初晶，其中的白色組其中的白色組織為織為 ，黑白，黑白相間分布的是相間分布的是共晶組織共晶組織（+）。）。cefgX1T, CtL L LL+ 冷卻曲線冷卻曲線 + 1234PbSnT, CL + L + L + 183ced2.3邊際固溶體合金邊際固溶體合金含含Sn量小于量小于d點(diǎn)（點(diǎn)（19%）的合

39、金的結(jié)晶過(guò)程：如圖所）的合金的結(jié)晶過(guò)程：如圖所示：合金示：合金為為WSn=10%，它的結(jié)晶過(guò)程如圖它的結(jié)晶過(guò)程如圖3-9所示所示n1以上是以上是L的冷卻；的冷卻；n12點(diǎn)點(diǎn)L；n23點(diǎn)點(diǎn)相的冷卻；相的冷卻；n34點(diǎn)點(diǎn)；n所以，室溫組織為：所以，室溫組織為： +。n計(jì)算它們的相對(duì)含量：計(jì)算它們的相對(duì)含量：%90100101004fggQQ =1-Q =1-90%=10%第五節(jié)第五節(jié) 二元包晶相圖二元包晶相圖n二元包晶相圖：當(dāng)兩組元在液態(tài)時(shí)無(wú)限二元包晶相圖：當(dāng)兩組元在液態(tài)時(shí)無(wú)限互溶，在固態(tài)時(shí)只能有限互溶，并且發(fā)互溶，在固態(tài)時(shí)只能有限互溶，并且發(fā)生包晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖叫做二元包生包晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的

40、相圖叫做二元包晶相圖。例如：晶相圖。例如：PtAg、CuZn相圖相圖等。等。1、相圖分析：、相圖分析：PtAg二元包晶相圖；二元包晶相圖；1.1點(diǎn)：點(diǎn)：a點(diǎn)：點(diǎn)：Pt的熔點(diǎn)；的熔點(diǎn)；b點(diǎn)：點(diǎn)：Ag的熔點(diǎn)；的熔點(diǎn)；d點(diǎn)包晶點(diǎn)；點(diǎn)包晶點(diǎn)；1.2線線：aeb線：液相線；線：液相線；acdb線：固相線；線：固相線；cf線：線：Ag在在Pt中的溶中的溶解度曲線；解度曲線；dg線：線：Pt在在Ag中的溶解度曲線；中的溶解度曲線；1.3面：三個(gè)單相區(qū)：面：三個(gè)單相區(qū)：L、； 三個(gè)兩相區(qū)：三個(gè)兩相區(qū)：L+ 、L+ 、 +； cde線是線是L、的三相共存線。的三相共存線。1.4包晶反應(yīng)包晶反應(yīng):在一定的溫度下，

41、由一定成分的固相和在一定的溫度下，由一定成分的固相和一定成分的液相作用，形成另一個(gè)一定成分的固相一定成分的液相作用，形成另一個(gè)一定成分的固相的過(guò)程的過(guò)程.其中，其中，d點(diǎn)為包晶點(diǎn)；點(diǎn)為包晶點(diǎn)；d點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度td叫做包晶溫度；叫做包晶溫度；cde線叫做包晶線。線叫做包晶線。包晶反應(yīng)的表達(dá)式為：包晶反應(yīng)的表達(dá)式為： Le+cd（td）2、平衡結(jié)晶過(guò)程：平衡結(jié)晶過(guò)程：以以合金合金為例，分析其結(jié)晶過(guò)程：為例，分析其結(jié)晶過(guò)程：n溫度在溫度在1點(diǎn)以上為液相的簡(jiǎn)單冷卻；點(diǎn)以上為液相的簡(jiǎn)單冷卻；n12點(diǎn)為點(diǎn)為L(zhǎng) ；隨溫度降低，隨溫度降低， 的成分沿的成分沿ac線變化，液相的成分沿液相線線變化，

42、液相的成分沿液相線ae變化變化n冷至冷至2點(diǎn)，溫度冷至包晶溫度點(diǎn)，溫度冷至包晶溫度td，液相的成分達(dá)到，液相的成分達(dá)到e點(diǎn)，點(diǎn)， 的成分達(dá)到的成分達(dá)到c點(diǎn)，點(diǎn)，其含量可用杠桿定律求得：其含量可用杠桿定律求得：ntd溫度，液相溫度，液相L和固相和固相發(fā)生包晶反應(yīng)：發(fā)生包晶反應(yīng)： Le+cd，包晶反應(yīng)的示意圖包晶反應(yīng)的示意圖如圖。反應(yīng)結(jié)束后，液相和如圖。反應(yīng)結(jié)束后，液相和恰好全部轉(zhuǎn)變?yōu)榍『萌哭D(zhuǎn)變?yōu)橄?。相。n23點(diǎn)，點(diǎn)，Pt在在相中的溶解度沿相中的溶解度沿dg線變化，生成次生相線變化，生成次生相。n所以，合金的室溫組織為所以，合金的室溫組織為+ ；%83.425 .103 .664 .423 .6

43、6cedeW%17.575 .103 .665 .104 .42cecdWL3 3包晶相圖包晶相圖包晶轉(zhuǎn)變包晶轉(zhuǎn)變： Le + c dPtAgAg%T, C鉑-銀合金包晶相圖L + L + L + cdefgT, CtLL + L + + b ba a以以合金合金10.5%42.4%為例，分為例，分析其結(jié)晶過(guò)程：析其結(jié)晶過(guò)程：n溫度在溫度在1點(diǎn)以上為液相的簡(jiǎn)單點(diǎn)以上為液相的簡(jiǎn)單冷卻；冷卻；n12點(diǎn)為點(diǎn)為L(zhǎng) ；n冷至冷至2點(diǎn)，液相的成分變到點(diǎn)，液相的成分變到e點(diǎn)，點(diǎn)， 的成分沿的成分沿ac線變到線變到c點(diǎn)，溫點(diǎn)，溫度冷至包晶溫度度冷至包晶溫度.用杠桿定理用杠桿定理可算出二者的含量：可算出二者的含

44、量：%1002ceeW至此將發(fā)生包晶反應(yīng)：至此將發(fā)生包晶反應(yīng)： Le+cd，反應(yīng)結(jié)反應(yīng)結(jié)束后，除形成新相束后，除形成新相外，外，相有剩余。相有剩余。在在td以下溫度，隨著固溶體溶解度變化，從以下溫度，隨著固溶體溶解度變化，從固溶體和固溶體和固溶體中將不斷析出二次相固溶體中將不斷析出二次相和和。合金的室溫組織為合金的室溫組織為 + + + ；%1002cecWL反應(yīng)結(jié)束后，除形成反應(yīng)結(jié)束后，除形成相外，相外，L相有剩余。相有剩余。當(dāng)溫度從當(dāng)溫度從2點(diǎn)降低時(shí)，剩余的液相將繼續(xù)結(jié)晶出點(diǎn)降低時(shí)，剩余的液相將繼續(xù)結(jié)晶出固溶體，此時(shí)固溶體，此時(shí)相成分沿著相成分沿著db線變化，當(dāng)溫度達(dá)到線變化，當(dāng)溫度達(dá)到3

45、點(diǎn)后，液相全部結(jié)晶為與合點(diǎn)后，液相全部結(jié)晶為與合金成分相同的金成分相同的固溶體。固溶體。34點(diǎn)之間，合金為單相固溶體合金，不發(fā)生變化。點(diǎn)之間，合金為單相固溶體合金，不發(fā)生變化。在在4點(diǎn)以下，將從點(diǎn)以下，將從固溶體中析出二次相固溶體中析出二次相。 合金合金的室溫組織為的室溫組織為+ ；用杠桿定律可算出，在包晶轉(zhuǎn)用杠桿定律可算出，在包晶轉(zhuǎn)變時(shí)系統(tǒng)中液相的數(shù)量比包晶變時(shí)系統(tǒng)中液相的數(shù)量比包晶轉(zhuǎn)變時(shí)所需的量多，即轉(zhuǎn)變時(shí)所需的量多，即cecdcecWL2以以合金合金為例，分析其結(jié)晶過(guò)程：為例，分析其結(jié)晶過(guò)程：溫度在溫度在1點(diǎn)以上為液相的簡(jiǎn)單冷卻；點(diǎn)以上為液相的簡(jiǎn)單冷卻；12點(diǎn)為點(diǎn)為L(zhǎng) ；冷至冷至2點(diǎn)，液

46、相的成分變到點(diǎn)，液相的成分變到e點(diǎn)，點(diǎn)， 的的成分沿成分沿ac線變到線變到c點(diǎn)，溫度冷至包晶溫點(diǎn)，溫度冷至包晶溫度，所以可以發(fā)生包晶反應(yīng)：度，所以可以發(fā)生包晶反應(yīng)： Le+cd， （四）其他類型的相（四）其他類型的相 1、 形成穩(wěn)定化合物的二元相圖形成穩(wěn)定化合物的二元相圖 2、 二元共析相圖二元共析相圖共析轉(zhuǎn)變：共析轉(zhuǎn)變：在一定溫度下，由成分一定的固相同時(shí)析出兩種成分一定在一定溫度下，由成分一定的固相同時(shí)析出兩種成分一定且不相同的新固相的轉(zhuǎn)變。且不相同的新固相的轉(zhuǎn)變。dce線為共析線，線為共析線，c點(diǎn)為點(diǎn)為共析點(diǎn)，共析點(diǎn)，共析反應(yīng)：共析反應(yīng)：cd+e；d+e叫做共析組織；叫做共析組織；共析線所

47、對(duì)應(yīng)的溫度叫共析線所對(duì)應(yīng)的溫度叫做共析溫度。做共析溫度。4. 4. 共析相圖共析相圖共析轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變： ( + ) 共析體共析體ABT, C + + + cedL + L（五）二元合金相圖小結(jié)：（五）二元合金相圖小結(jié)：兩個(gè)單相區(qū)只能交于一點(diǎn)。根據(jù)相兩個(gè)單相區(qū)只能交于一點(diǎn)。根據(jù)相區(qū)接觸法則，即在二元合金相圖中相鄰相區(qū)接觸法則，即在二元合金相圖中相鄰相區(qū)的相數(shù)相差一個(gè)（點(diǎn)接觸除外），得出：區(qū)的相數(shù)相差一個(gè)（點(diǎn)接觸除外），得出：兩個(gè)單相區(qū)之間必定有由這兩個(gè)相所組成兩個(gè)單相區(qū)之間必定有由這兩個(gè)相所組成的兩相區(qū)，兩個(gè)兩相區(qū)之間必定以單相區(qū)的兩相區(qū)，兩個(gè)兩相區(qū)之間必定以單相區(qū)或三相共存水平線隔開(kāi)?；蛉喙?/p>

48、存水平線隔開(kāi)。三相共存線和與三相共存線和與之接觸的三個(gè)單相區(qū)是點(diǎn)接觸之接觸的三個(gè)單相區(qū)是點(diǎn)接觸,1.3分析轉(zhuǎn)變類型：分析轉(zhuǎn)變類型：找出三相共存線和與之點(diǎn)接觸的三個(gè)單相區(qū)找出三相共存線和與之點(diǎn)接觸的三個(gè)單相區(qū),根據(jù)它們的位置配置來(lái)確定轉(zhuǎn)變類型：如表所示；根據(jù)它們的位置配置來(lái)確定轉(zhuǎn)變類型：如表所示；注意：注意：1.利用相圖分析合金的平衡結(jié)晶時(shí)，應(yīng)注意：利用相圖分析合金的平衡結(jié)晶時(shí)，應(yīng)注意：在單相區(qū)內(nèi)，該相的成分即為合金的成分；在單相區(qū)內(nèi)，該相的成分即為合金的成分；在兩相區(qū)內(nèi)，不同溫度下兩相的成分沿著其在兩相區(qū)內(nèi)，不同溫度下兩相的成分沿著其相界線變化，兩相的相對(duì)含量可以用杠桿定相界線變化，兩相的相對(duì)

49、含量可以用杠桿定律計(jì)算；在三相平衡時(shí)，三個(gè)相的成分是固律計(jì)算；在三相平衡時(shí)，三個(gè)相的成分是固定的。在反應(yīng)前和反應(yīng)后，各組成相的相對(duì)定的。在反應(yīng)前和反應(yīng)后，各組成相的相對(duì)含量也可利用杠桿定律進(jìn)行計(jì)算。含量也可利用杠桿定律進(jìn)行計(jì)算。2.相圖反映的是平衡結(jié)晶過(guò)程，在生產(chǎn)實(shí)踐相圖反映的是平衡結(jié)晶過(guò)程，在生產(chǎn)實(shí)踐中冷卻速度較快，所以相的相對(duì)含量及組織中冷卻速度較快，所以相的相對(duì)含量及組織可能會(huì)產(chǎn)生較大的變化，如：偏析等情況。可能會(huì)產(chǎn)生較大的變化，如：偏析等情況。如圖，如圖，固溶體的性能與溶質(zhì)元素的溶入量有關(guān)，固溶體的性能與溶質(zhì)元素的溶入量有關(guān)，溶質(zhì)濃溶質(zhì)濃度度 強(qiáng)度、硬度強(qiáng)度、硬度塑性有所降低（固溶強(qiáng)化

50、）。電阻塑性有所降低（固溶強(qiáng)化）。電阻率增大，電阻溫度系數(shù)減小。率增大，電阻溫度系數(shù)減小。合金固溶體隨溫度下降，合金固溶體隨溫度下降，會(huì)有二次相析出。會(huì)有二次相析出。 彌散強(qiáng)化：二次相以細(xì)小粒子，均勻、彌散地在固彌散強(qiáng)化：二次相以細(xì)小粒子，均勻、彌散地在固溶體晶粒中析出時(shí)，會(huì)使合金的強(qiáng)度硬度增加，塑性、溶體晶粒中析出時(shí)，會(huì)使合金的強(qiáng)度硬度增加，塑性、韌性稍有下降，這種現(xiàn)象稱為合金的韌性稍有下降，這種現(xiàn)象稱為合金的彌散硬化彌散硬化。彌散硬。彌散硬化的效果與二次相粒子的細(xì)密程度，即與彌散度有關(guān)，化的效果與二次相粒子的細(xì)密程度，即與彌散度有關(guān)，彌散度越高，強(qiáng)度效果越大。彌散度越高，強(qiáng)度效果越大。 單

51、相固溶體合金所能達(dá)到的強(qiáng)度和硬度是有限的。單相固溶體合金所能達(dá)到的強(qiáng)度和硬度是有限的。因而總體說(shuō)來(lái)，單相固溶體的強(qiáng)度低，塑性、韌性好，因而總體說(shuō)來(lái)，單相固溶體的強(qiáng)度低，塑性、韌性好，適于壓力加工，不適宜做結(jié)構(gòu)材料。因它的電阻率大而適于壓力加工，不適宜做結(jié)構(gòu)材料。因它的電阻率大而電阻溫度系數(shù)又小，所以適宜做電阻合金材料，例如：電阻溫度系數(shù)又小，所以適宜做電阻合金材料，例如：Cr20Ni80、Cu50Ni50；第三節(jié)合金的性能與相圖的關(guān)系第三節(jié)合金的性能與相圖的關(guān)系一、合金的力學(xué)性能、物理性能與相圖的關(guān)系一、合金的力學(xué)性能、物理性能與相圖的關(guān)系2.2形成兩相合金：形成兩相合金：在相圖的端部，是單相固溶體區(qū)，在相圖的端部，是單相固溶體區(qū)，它們的性能如前所述；在兩相區(qū)內(nèi)，它們的性能如前所述；在兩相區(qū)內(nèi)，合金性能介于兩個(gè)組成相之間與成分合金性能介于兩個(gè)組成相之間與成分呈直線關(guān)系，為兩相性能的平均值。呈直線關(guān)系，為兩相性能的平均值。 注意：在共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變形注意：在共晶轉(zhuǎn)變和共析轉(zhuǎn)變形成兩相機(jī)械混合物時(shí)，合金的性能還成兩相機(jī)械混合物時(shí)，合金的性能還