第4节-合金相图课件

第第 四四 节节 合合 金金 相相 图图 在在实实际际工工业业中中，广广泛泛使使用用的的金金属属材材料料是是合合金金。合合金金具具有有良良好好的的机机械械性性能能，并并且且可可以以通通过过化化学学成成分分和和组组织织结结构构的的调调整整，以以满满足足各各种种使使用用性性能能的的要要求求。合合金金的的性性能能与与其其成成分分和和内内部部的的组组织织结结构构有有密密切切的的关关系系。因因此此研研究究合合金金的的性性能能必必须须了了解解合合金金中中组组织织的形成及其变化规律，合金相图正是研究这些规律的有效工具。的形成及其变化规律，合金相图正是研究这些规律的有效工具。材料科学基础材料科学基础第四章第四章 在多元系中，二元系是最基本的，也是目前研究最充分在多元系中，二元系是最基本的，也是目前研究最充分的体系，二元系相图是表示在热力学平衡状态下，合金系的的体系，二元系相图是表示在热力学平衡状态下，合金系的状态、温度（压力）及成分之间关系的图解。从相图中可以状态、温度（压力）及成分之间关系的图解。从相图中可以看出不同成分的合金在不同温度下所含合金相的种类和相对看出不同成分的合金在不同温度下所含合金相的种类和相对数量。通过相图可以预测合金的性质，所以合金相图是研究数量。通过相图可以预测合金的性质，所以合金相图是研究新合金和制定合金的生产工艺，如合金的熔炼、浇注、塑性新合金和制定合金的生产工艺，如合金的熔炼、浇注、塑性加工以及热处理规范的重要依据。加工以及热处理规范的重要依据。二元相图的测定方法二元相图的测定方法 二二元元相相图图的的测测定定是是根根据据各各种种成成分分材材料料的的临临界界点点绘绘制制。临临界界点点是是表表示示物物质质结结构构状状态态发发生生本本质质变变化化的的临临界界相变点。测定材料临界点有两种方法类型：相变点。测定材料临界点有两种方法类型：(1)(1)动态法：热分析法动态法：热分析法、膨胀法、电阻法膨胀法、电阻法 (2)(2)静态法：金相法、静态法：金相法、X Xrayray衍射分析法衍射分析法 这些方法主要是利用合金在相结构变化时，引起这些方法主要是利用合金在相结构变化时，引起物理性能、力学性能及金相组织变化的特点来测定。物理性能、力学性能及金相组织变化的特点来测定。下面以热分析法为例说明如何测绘下面以热分析法为例说明如何测绘CuNiCuNi相图相图匀晶相图匀晶相图 共晶相图共晶相图图7.14 Sn10的Pb-Sn合金显微组织 500图7.15 Pb-Sn共晶合金的显微组织 500图7.16 Pb-Sn亚共晶合金的显微组织 500 图7.17 Pb-Sn过共晶合金的显微组织 500 包晶相图包晶相图根据相图推测合金的性能根据相图推测合金的性能 合金的性能很大程度上取决于组元的特性及其所组成的合金相的性质和相合金的性能很大程度上取决于组元的特性及其所组成的合金相的性质和相对量，借助于相图所反映出的这些特性和参量来判定合金的使用性能和工艺性对量，借助于相图所反映出的这些特性和参量来判定合金的使用性能和工艺性能，对于实际生产有一定的借鉴作用。能，对于实际生产有一定的借鉴作用。一、根据相图判断合金的使用性能一、根据相图判断合金的使用性能二、根据相图判别合金的工艺性能二、根据相图判别合金的工艺性能图图:相图与合金强度、硬度及电导率之间的关系相图与合金强度、硬度及电导率之间的关系 铁碳相图铁碳相图WcWc对铁碳合金的性能的影响对铁碳合金的性能的影响碳钢中的常存元素碳钢中的常存元素 碳钢中的常存元素是指除碳钢中的常存元素是指除FeFe、C C外，因冶金必然带来的材料中外，因冶金必然带来的材料中存在，且对性能有一定影响其他元素，在碳钢中一般指：存在，且对性能有一定影响其他元素，在碳钢中一般指：SiSi、MnMn 冶金时自然存在对性能无不利影响而保留冶金时自然存在对性能无不利影响而保留 S S、P P 冶金时难以彻底清除而存在于钢中冶金时难以彻底清除而存在于钢中一般钢中大致含量：一般钢中大致含量：Si0.250.30%Mn0.250.50%S0.05%P=0.045碳钢的分类碳钢的分类按按含碳量分：低碳钢含碳量分：低碳钢 W WC C 0.25 0.25中碳钢中碳钢 0.250.25 0.60.6按按质量用途分：普碳钢质量用途分：普碳钢 普通碳素结构钢普通碳素结构钢 碳结钢碳结钢 优质优质碳素结构钢碳素结构钢 碳工钢碳工钢 碳素工具钢碳素工具钢按按质量分：普通碳素钢质量分：普通碳素钢 W WP P 0.045 0.045 W WS S 0.055 0.055 优质碳素钢优质碳素钢 W WP P 0.040 0.040 W WS S 0.040 0.040 高级优质碳素钢高级优质碳素钢W WP P 0.035 0.035 W WS S 0.030 0.030钢铁是怎样炼成的？钢铁是怎样炼成的？鸟巢鸟巢”设计用钢量设计用钢量4.24.2万吨，是目前国内外万吨，是目前国内外体育场馆体育场馆中用钢中用钢量最多、规模最大、施工难度特别大的工程之一。尤其是巢量最多、规模最大、施工难度特别大的工程之一。尤其是巢结构受力最大的柱脚部位，材料的好坏、结构受力最大的柱脚部位，材料的好坏、焊接质量焊接质量的高低直的高低直接影响到整个工程的安全性。接影响到整个工程的安全性。