工程材料第三章 二元合金及其相图r

第三章 二元合金及其相图

问题的提出：

纯铁强度：250MPa 45钢强度：610MPa

主要原因： 纯铁是一个相——F （纯金属） 纯铁 45钢是两个相——F+Fe3C （合金）

45号钢

纯金属—— 导电体、导热体(散热器)装饰品、工艺 美术品(化学稳定性、美丽的光泽) 但： 力学性能差（σb↓）、品种有限 （约80种）、提纯成本高 合金材料——HB、σb↑，数量上万种，生产成本低， ∴广为开发利用。 几个基本概念： 1、 合金——金属元素+几种其它元素、具有金属性质 2、 成分——合金中各种元素的含量，称为成分

3、 组元——组成合金的最简单，最基本，能够独立存 在的物质。 (比如纯元素)

4、 合金系——由两个或两个以上组元按不同比例配制 成的一系列不同成份的合金。

§3-1 固态合金相的种类及特点

对于合金：

L冷却

→S晶时，各区域间成份、结构 → 相的概念

完全一致

不完全一致

相：在金属或合金中凡是具有相同成分、相同结构 并与其他部分有界面分开的，均匀的组成部分，称 之为相。

但注意：多晶体可以是单相 相可分为两大类：即“固溶体”和“金属化合物”

组织：由相组成的，是由于组成相的种类、相对数

量、晶粒形状、大小及分布形态等的不同，而分别 具有不同形貌特征的相的组合物。

一、 固溶体

定义： 在固态下，溶质原子以不同方式进入固态金属溶 剂组元的晶格中，这样所形成的新相称为固溶体。

（一）、固溶体晶体结构特点

固溶体的晶格结构类型与溶剂金属组元的晶格相同。

（二）、固溶体分类及特性

根据溶质原子在溶剂晶格中占据位臵的不同， 固 溶体可分为两类：即臵换固溶体和间隙固溶体。 1 、臵换式固溶体 是指溶质原子臵换溶剂晶格结点上的溶剂原子 而形成的固溶体。 （原子直径相近时形成）

根据溶质原子分布位臵可分为： 无序固溶体和有序固溶体

（1）、 无序固溶体：

溶质原子在溶剂晶格中的呈无规律 分布。（多数）

（2）、 有序固溶体：

溶质原子在溶剂晶格中的呈有规律 分布。 （为数不多）

2、间隙固溶体

是指溶质原子进入溶剂晶 格间 隙而形成的固溶体。 （原子直径相差很大。） 间隙固溶体只能形成无序固溶体

（三）、固溶体的溶解度及其影响素

在一定温度及压力下，溶质元素在固 1、 溶解度： 溶体中的最大溶入量与固溶体总量之比。 （1）、无限固溶体： 溶解度在0～100%间可以任意 改变的固溶体。

形成条件： 只能是臵换式固溶体在溶质与溶剂原子 尺寸差别较小且晶格类型相同时产生。 （2）有限固溶体： 溶解度有限的固溶体。 臵换式固溶体，可以形成无限固溶体。 间隙