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1、1,第5讲合金的结构与结晶 、 铁碳合金的基本组织,【教学内容】,1、金的基本概念、结构与结晶； 2、铁碳合金的基本组织及其性能,【教学要求】,了解合金的结构与结晶，铁碳合金的基本组织与性能，能分辨铁碳合金基本组织。,2,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,一、合金的基本概念1、合金是指两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质 2、组元组成合金最基本的，独立的物质称为组元。 3、合金系由若干给定组元可以按不同比例配制成一系列成分不同的合金，构成一个合金系统，简称合金系。,3,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,一、合金的基本概念4、相指金
2、属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组分。,结晶前的氯化铵水溶液,氯化铵正在结晶,4,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,一、合金的基本概念5、组织泛指用金相观察的方法看到的由形态、尺寸不同和分布方式不同的一种或多种相构成的总体。,钢中的珠光体组织,5,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,二、合金的结构1、固溶体固溶体是指合金在固态下，组元间能互相溶解而形成的均匀相。,溶剂的概念 溶质的概念,6,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,二、合金的结构1、固溶体（1）置换固溶体 溶质原子占据部分溶剂晶格的结点位置而形成的固溶体称为置换固溶体。,无限固溶
3、体：例Cu-Ni合金 有限固溶体：例Cu-Zn合金,溶剂,溶质,7,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,二、合金的结构1、固溶体（2）间隙固溶体 溶质原子分布在溶剂晶格间隙处而形成的固溶体。,溶剂,溶质,8,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,二、合金的结构1、固溶体 应该指出，溶质原子溶入溶剂晶格中导致固溶体的晶格畸变使合金强度、硬度升高，这种现象称为“固溶强化”。,9,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,二、合金的结构2、金属化合物 金属化合物是指金属组元间相互作用而生成的具有金属特性的一种新相。 其晶格类型不同于它的任一组元；其性能特点是熔点高、
4、硬而脆。,当金属化合物细小均匀分布在固溶体上时，能显著提高合金的强度、硬度和耐磨性这种现象称为弥散强化。,10,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,二、合金的结构由两相或多相按固定比例构成的组织称为机械混合物。 工业上使用的大多数合金属于机械混合物，如钢、生铁、铝合金、黄铜、青铜等。,11,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,三、合金的结晶 遵循形核与长大的规律，结晶过程有潜热释放。 合金的结晶过程在某一温度范围内进行，结晶过程中各相的成分还不断发生变化。,12,第二章 金属的结构与结晶,第三节合金的结构与结晶,三、合金的结晶 遵循形核与长大的规律，结晶过程有潜热释
5、放。 合金的结晶过程在某一温度范围内进行，结晶过程中各相的成分还不断发生变化。 合金状态图是用图解的方式表示在十分缓慢的冷却条件（平衡条件）下，合金组织、成分与温度之间的关系,又称合金相图或合金平衡图。,13,第三章铁碳合金状态图,铁碳合金状态图是表示在平衡状态下，不同成分的铁碳合金，在不同温度时所具有的状态或组织的一种图形。,14,第三章铁碳合金状态图,第一节铁碳合金的基本组织,一、铁素体（F） 铁素体是碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。 其性能是强度、硬度很低，塑性、韧性好。 显微组织是明亮的多边形晶粒。,15,第三章铁碳合金状态图,第一节铁碳合金的基本组织,二、奥氏体（A）
6、 奥氏体是碳溶于-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格。 其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。 其晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。,16,第三章铁碳合金状态图,第一节铁碳合金的基本组织,三、渗碳体（Fe3C） 渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69，具有复杂的晶体结构。 其硬度很高，塑性和韧性很差，、Ak接近于零，脆性很大。,17,第三章铁碳合金状态图,第一节铁碳合金的基本组织,四、珠光体（P） 珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 铁素体与渗碳体片层状交替排列，平均碳含量为0.77。 性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。,18,第三章铁碳合金状态图,第一节铁碳合金的基本组织,五、莱氏体（高温莱实体ld，变态莱氏体ld） 莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物,平均碳含量4.3。 存在于1148727的莱氏体称为高温莱氏体(Ld);存在于727以下的莱氏体称为变态莱氏体（ld），它是由渗碳体基体与珠光体组成。,莱氏体的力学性能与渗碳体相近硬度很高、塑性很差。,