1、任務一 金屬的晶體結構 1 金屬的晶體結構 2 金屬的實際晶體結構 3 純金屬的結晶 4 金屬的同素異構轉變 任務二 鐵碳合金狀態(tài)圖 1 二元合金相圖 2、鐵碳相圖 任務三 金屬的塑性變形與再結晶,學習情境二 單元二 金屬的晶體結構與結晶,二元合金相圖,相圖：指表達處于復相平衡狀態(tài)下的物系中，諸相區(qū)的溫度、壓力、成分的極限圖解。,相圖（平衡圖、狀態(tài)圖）,平衡條件下，合金的相狀態(tài)與溫度、成份間關系的圖形。,簡化的Fe - Fe3C 相圖,A,C,D,E,F,G,S,P,Q,1148,727,L,A,L+A,L+ Fe3C,6.69%C,( A+Fe3C ),Ld,Ld+Fe3C,A+Ld+Fe3

2、C,F,A+F,A+ Fe3C,( F+ Fe3C ),P,P+F,P+Fe3C,Ld,Ld+Fe3C,P+Ld+Fe3C,K,共晶相圖,共析相圖,勻晶相圖,( P+Fe3C ),912,一、二元合金相圖的建立（以銅鎳合金為例） 1、配制一系列不同成分的銅鎳合金 2、用熱分析法測出各成分的合金冷卻曲線。,3、曲線特點：,（1）A、B兩點是純銅、純鎳都有一個平臺，結晶在恒溫下進行（一個臨界點） （2）中間的四條曲線都有兩個轉折點結晶是在一個溫度區(qū)間進行（兩個臨界點）。 （3）將各臨界點描繪在溫度成分坐標系中得到圖（b）。,何謂共晶反應、包晶反應和共析反應?試比較這三種反應的異同點 共晶反應：指一

3、定成分的液體合金，在一定溫度下，同時結晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應。 包晶反應：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應過程。 共析反應：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定的溫度下，分解成兩個新的，具有一定晶體結構的固相的反應。 共同點：反應都是在恒溫下發(fā)生，反應物和產物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。 不同點：共晶反應是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應；共析反應是一種固相在恒溫下生成兩種固相的反應；而包晶反應是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應。 兩組元在液態(tài)時無限互溶，固態(tài)時也無限互溶，結晶所構成的相圖稱為二元勻晶相圖。,二勻晶相圖,兩組

4、元在液態(tài)時無限互溶，固態(tài)時也無限互溶，結晶所構成的相圖稱為二元勻晶相圖。,液相線之上為液相區(qū)，用L表示 液相線與固相線之間是液、固兩相，用L+ 固相線下方為固相區(qū)，用表示 A點為銅的熔點 B點為鎳的熔點,銅-鎳合金勻晶相圖,1083,1455,L,L+ ,純銅熔點,純鎳熔點,液相線,固相線,液相區(qū),固相區(qū),液固兩相區(qū),2、勻晶合金的結晶過程分析,a,b,c,d,T,C,t,L,L,L,勻晶轉變 L ,冷卻曲線,勻晶合金與純金屬不同，它沒有一個恒定的熔點，而是在液、固相線劃定的溫區(qū)內進行結晶。,注：在結晶過程中，合金處于L+區(qū)時，液相成分隨液相線變化，固相成分隨固相線變化。 例：K點成分的合金從

5、高溫液態(tài)緩慢冷卻至3點時，其液相部分具有3/點的成分，而固相部分具有3/點的成分。液相與固相的平均成分才是K點的成分。,二元共晶相圖：兩組元在液態(tài)時無限互溶，固態(tài)時有限互溶，并發(fā)生共晶反應所構成的相圖稱為二元共晶相圖。 共晶反應：是指冷卻時由液相同時結晶出兩個固相的復合混合物的反應。 共晶體：共晶反應的產物是共晶體。 共晶組織：共晶體的顯微組織是共晶組織。,三共晶相圖,Pb,Sn,Sn%,T,C,鉛-錫合金共晶相圖,液相線,L,固相線, + ,L + ,L + ,固溶線,固溶線,共晶轉變分析,Pb,Sn,T,C,L, + ,L + ,L + ,共晶反應線 表示從c點到e點范圍的合金，在該溫度上

6、都要發(fā)生不同程度上的共晶反應。,c,e,共晶點 表示d點成分的合金冷卻到此溫度上發(fā)生完全的共晶轉變。,d,Ld c + e,f,g,1、相圖分析 （1）共晶點 d點 相相 （2）共晶線 cde線 Ldc+ e (3)固溶體脫溶線 固溶體或固溶體隨著溫度的下降，溶解度也不斷的下降。 圖中cf線表達了固溶體脫溶的變化規(guī)律，eg線表達了固溶體的變化規(guī)律。 cf、eg線稱為固溶體脫溶線。,恒溫,f,g,固溶體脫溶產物是相，稱為二次相（1） 固溶體脫溶產物是相，稱為二次相（1）,共晶反應要點,共晶轉變在恒溫下進行。 轉變結果是從一種液相中結晶出兩個不同的固相。 存在一個確定的共晶點。 成分在共晶線范圍的

7、合金都要經歷共晶轉變。,f,g,X1合金結晶過程分析,c,e,f,g,X1,T,C,t,L,L,L,L+ ,冷卻曲線, + ,1,2,3,4,X1合金結晶特點,T,C,t,L,L,L,L+ ,冷卻曲線, + , ,1.沒有共晶反應過程，而是經過勻晶反應形成單相固相。,2.要經過脫溶反應，室溫 組織組成物為 + ,組織組成物 組織中，由一定的相構成的，具有一定形態(tài)特征的組成部分。,X2合金結晶過程分析（共晶合金）,X2,T,C,t,L,(+ ),L,L,L(+ ) 共晶體,冷卻曲線,(+ ),X3合金結晶過程分析（亞共晶合金）,X3,T,C,t,L,L+ ,(+ )+ + ,1,2,(+ )+

8、,標注了組織組成物的相圖,四包晶相圖,兩組元組成的合金系，在液態(tài)無限互溶、在固態(tài)有限互溶，并發(fā)生包晶反應時，則形成包晶相圖。 圖為包晶相圖。Fe-Fe3C系，Cu-Zn系，F(xiàn)e-Mn系，F(xiàn)e-Ni系等都有包晶反應，相圖中都包含有包晶部分,有一個三相共存的水平線dec。在該線上進行包晶反應。,包晶轉變： Ld + c e,Pt,Ag,Ag%,T,C,鉑-銀合金包晶相圖,L, + ,L + ,L + ,c,e,d,f,g,T,C,t,L,L + ,L + ,+ ,4、具有共析反應的相圖,自某種均勻一致的固相中同時析出兩種化學成分和晶格結構完全不同的新固相的轉變過程稱為共析反應。 共析體：共析反應的

9、產物稱為共析體。 共析組：織共析體的顯微組織稱為共析組織。,共析反應前的母相不是液相，而是在高溫下經過勻晶或包晶反應形成的某種固相。,共析相圖,共析轉變： ( + ) 共析體,A,B,T,C, + , + , + ,c,e,d,L + ,L,五 相圖與性能的關系,合金的使用性能與相圖的關系 固溶體中溶質濃度 強度、硬度, 組織組成物的形態(tài)對強度影響很大。組織越細密，強度越高。,1)、 當合金形成單相固溶體時：,合金的性能與組成元素的性質、溶質元素的溶入量有關。,2)、當合金形成復相混合物時，,力學性能主要取決于其組織的細密程度：,2. 合金的工藝性能與相圖的關系, 鑄造性能 液固相線距離愈小，結晶溫度范圍愈?。ㄈ缃咏簿С煞值暮辖穑?，則流動性好，不易形成分散縮孔。, 鍛造、軋制性能 單相固溶體合金，變形抗力小，變形均勻，不易開裂。,本章作業(yè)：,1 晶體與非晶體的主要區(qū)別是什么？ 2實際金屬晶體缺陷有哪些，對材料力學性能有哪些影響? 3