工程材料课件 第三章 材料的凝固与相图

第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一1Ch4二元合金§1合金的相结构§2二元合金相图§3相图与性能的关系第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一2一、固溶体合金组元相（P32）§1合金的相结构置换固溶体第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一3一、固溶体置换固溶体导致晶格畸变__固溶强化§1合金的相结构第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一4间隙固溶体当d/D0.59时§1合金的相结构第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一5置换固溶体与间隙固溶体的比较：晶格畸变有限固溶与无限固溶固溶强化形成条件不同§1合金的相结构第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一6二、化合物化合物：具有复杂的晶格、熔点高、硬而脆；使材料强度、硬度提高；塑性、韧度下降正常价化合物电子化合物间隙化合物§1合金的相结构第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一7§1合金的相结构第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一8§1合金的相结构第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一9相图：组元：合金系：相平衡：相图：基本概念〔P37〕§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一10一、二元相图的建立金相法膨胀法电阻法热分析法（以Cu-Ni系相图为例）：配制一系列成分不同的Cu-Ni合金；测定上述合金的冷却曲线找出各合金的临界点以温度为纵坐标、以成分为横坐标的图中，将各临界点连接起来即得到Cu-Ni合金相图§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一11匀晶相图§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一12二、匀晶相图匀晶相图特点：液态、固态均无限互溶同类：Cu-Ni、Cu-Au、Au-Ag、Fe-Cr等§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一13相图分析典型的点:典型的线:典型的区:结晶过程:杠杆定律:§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一14匀晶相图结晶过程分析：冷却曲线＋结晶过程L+§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一15杠杆定律：组成相相对量的计算方法假设：合金的总量为1QL＝(x/-K)/(x/-x)QS＝(K-x)/(x/-x)类似于杠杆定律则：QL＋QS＝1QL*x＋QS*x/=1*K§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一16杠杆定律的表示形式QLQSKxx/§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一17晶内偏析：一个晶粒内化学成分不均匀的现象Cu-Ni合金的铸态组织示意图§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一18三、共晶相图共晶相图：液态无限互溶，有共晶转变，形成共晶组织相图分析：点、线、区结晶过程：冷却曲线、组织转变§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一19相图分析：点、线、区点：线：区：§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一20共晶相图：共晶、亚共晶、过共晶§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一21结晶过程：共晶合金冷却曲线组织转变§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一22结晶过程：亚共晶合金冷却曲线组织转变§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一23结晶过程：过共晶合金冷却曲线组织转变思考题！§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一24结晶过程：小于亚共晶成分合金(IV)冷却曲线组织转变§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一25组织和相的关系相P32组织P43§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一26比重偏析比重偏析：因比重不同而造成的化学成分不均匀的现象铸件上下部分的化学成分不一样§2二元合金相图防止措施：在浇注时进行搅拌第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一27§2二元合金相图Pb-Sn共晶合金（I）的显微组织第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一28四、包晶相图包晶相图：Le+cd相图分析：点、线、面、区结晶过程：冷却曲线、组织转变§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一29包晶偏析包晶偏析：由于包晶转变不能充分进行而产生的化学成分不均匀的现象。§2二元合金相图第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一30五、共析相图§2二元合金相图cd＋eS1S2+S3第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一31一、合金形成单相固溶体§3相图与性能的关系Fig.4-21固溶体合金的力学性能、物理性质与合金成分的关系纯金属与合金的差别第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一32二、当合金形成两相混合物§3相图与性能的关系HRCb第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一33课后作业：P5(Ch3)第8题、第10题、第12题、课内作业：下一页第1题第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一341．如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小：⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用震动与不采用震动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。2．分析比较纯金属、固溶体、共晶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。3．为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金、要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？习题第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一35第10题含28％锡，在相应温度下，有哪些相，并求相的相对量①高于300℃②刚冷到183℃，共晶转变尚未开始③在183℃，共晶转变完毕④冷至室温。第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一36L+α%21%100199.611928QL②刚冷到183℃，共晶转变尚未开始%79%100199.61289.61Q第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一37a+(a+b)a+b%88%10019972897Q③在183℃，共晶转变完毕%12%10019971928Q第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一38(a+b)+aⅡ+bⅡa+b%73%100210028100Q④冷至室温%27%1002100228Q第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一3912.一个二元共晶反应如下：L(75%B)a第四章二元合金机电工程赵华洋2020年2月10日星期一40%27%1002100228Q