第四章-铁碳合金相图(上)课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程材料及热工处理,第四章 铁碳合金相图,主讲人：刘 怿 凡,工程材料及热工处理第四章 铁碳合金相图主讲人：刘 怿,1,几个重要概念,4.1 固态合金的相结构,1.合金,2.组元,3.相,两种或两种以上的金属，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质,组成合金的最基本的独立物质称为组元，可以是组成合金的元素，也可以是化合物，有二元、三元等。,在合金中，凡成分相同、结构相同并以明显界面相互分开的均匀组成部分，是合金中最基本的组成部分。,几个重要概念4.1 固态合金的相结构1.合金2.组元3.相,2,4.1 固态合金的相结构,4.组织,5.合金系,由相同组元配制的一系列成分不同的合金，组成一个合金系统。,用肉眼或显微镜观察到的金属材料的内部情景，包括晶粒的大小、形状、相对数量和相对分布。“,特殊形态的微观形貌,”,合金组织中的相结构决定合金的性能,4.1 固态合金的相结构4.组织5.合金系 由,3,4.1 固态合金的相结构,合金的相结构,晶体结构、原子结构不同、组元相互作用不同,不同相结构,4.1 固态合金的相结构合金的相结构晶体结构、原子结构不同,4,4.1 固态合金的相结构,一、固溶体,组元间相互溶解，溶质原子溶入固态溶剂。,特点：,保持溶剂晶格类型,1.分类,按溶质原子在晶格中的位置,：置换固溶体、间隙固溶体,4.1 固态合金的相结构一、固溶体组元间相互溶解，溶质,5,4.1 固态合金的相结构,(2),按固溶度,:有限固溶体、无限固溶体,固溶强化：,溶入溶质原子形成固溶体而使金属,强度,、,硬度,升高，,塑性,、,韧性,降低。,产生原因,：晶格畸变,强化效果,：间隙固溶体置换固溶体,回忆：我们已经学了几种强化手段了？,4.1 固态合金的相结构(2)按固溶度:有限固溶体、无限,6,4.1 固态合金的相结构,二、金属化合物,合金组元间按一定比例发生,相互反应,而形成化合物,特点：,晶格类型与性能均不同于任一组元。,一般可用分子式表示，有些成分可在一定范围内变动。,具有一定的金属性质，又称金属化合物。,三高(高熔点、高硬度、高脆性),4.1 固态合金的相结构二、金属化合物合金组元间按一定比例,7,4.1 固态合金的相结构,组元之间相互溶解,固溶体：铁素体(F)、奥氏体(A),组元之间相互反应,金属化合物：渗碳体（Fe3C),组元间既不溶解，也不反应,？,三、机械混合物,珠光体：FFe3C,4.1 固态合金的相结构组元之间相互溶解固溶体：铁素体,8,4.2 二元合金相图,相图,：,合金系,中，,相组成,合金成分,温度,之间关系的图解。,一、相图的建立,热分析法测定相图：,1、配制合金；,2、测出结晶开始和终了温度相变点；,3、标出临界点；分别用曲线连接凝固开始点和终了点；,4、标出相区,4.2 二元合金相图相图：合金系中，相组成合金成分温度,9,Cu,Ni,Ni%,T,C,20,40,60,80,100,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1083,1455,L,L+,4.2 二元合金相图,CuNiNi%T,C2040608010010001100,10,4.2 二元合金相图,二、杠杆定律,1、r点为两相混合，分别为a点液相和b点固溶相。,2、两平衡相得相对重量满足杠杆定律：,4.2 二元合金相图二、杠杆定律1、r点为两相混合，分别为,11,4.2 二元合金相图,将两相的比重看做天平的两端质量，欲天平平衡，则力力臂相等。于是有：,4.2 二元合金相图将两相的比重看做天平的两端质量，欲天平,12,4.2 二元合金相图,三、匀晶相图,线：,固相线、液相线,区：,液相（L）区,固相（,）区,液固两相共存（L+,）,区,两组元，液、固态都无限互溶的二元合金系形成的相图,4.2 二元合金相图三、匀晶相图线：两组元，液、固态都无,13,4.2 二元合金相图,四、共晶相图,两组元，液态无限互溶，固态有限溶解，并发生,共晶转变,的相图,点：E-共晶点,线：液相线,（AEB）,固相线,（AMENB）,溶解度曲线,（MF、NG）,共晶线,（MEN）,区：三个单相区、三个双相区、一个三相区,4.2 二元合金相图四、共晶相图两组元，液态无限互溶，固态,14,4.2 二元合金相图,结晶情况,1、共晶,室温组织:(+),室温相组成:+,Pb-Sn共晶组织,4.2 二元合金相图结晶情况1、共晶室温组织:(+)P,15,4.2 二元合金相图,2、W,Sn,19%的合金,室温组织:+,室温相组成:+,4.2 二元合金相图2、WSn19%的合金室温组织:,16,4.2 二元合金相图,3、亚共晶,室温组织：+,+(+),室温相组成：+,4.2 二元合金相图3、亚共晶 室温组织：+(+,17,4.2 二元合金相图,4、过共晶,室温组织：+,+(+),室温相组成:+,4.2 二元合金相图4、过共晶室温组织：+(+,18,4.2 二元合金相图,五、包晶相图,两组元，液态无限互溶，固态有限溶解，并发生,包晶转变,的相图,点：D包晶点,线：液相线,（ACB）,固相线,（APDB）,溶解度曲线,（PE、DF）,包晶线,（PDC）,区：三个单相区、三个双相区、一个三相区,4.2 二元合金相图五、包晶相图两组元，液态无限互溶，固态,19,4.2 二元合金相图,六、共析相图,由一个某一成分的,固溶体相,，在某一,恒定温度,下，同时分解出两个新的固相的相图。,4.2 二元合金相图六、共析相图 由一个某一成,20,4.2 二元合金相图,六、几种恒温转变对比,1、共晶转变：,2、包晶转变：,3、共析转变：,（分解反应）,（合成反应）,（分解反应）,4.2 二元合金相图六、几种恒温转变对比1、共晶转变：（分,21,谢 谢！,谢 谢！,22,