二元合金的相图.ppt

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1、2.1 合金中的相,2.2二元合金相图的建立,2.3匀晶相图,第二章 二元合金的相结构与结晶,2.4共晶相图,2.5包晶相图,2.6组元间形成稳定化合物的相图,2.7由二元相图判断合金的性能,本章题重点与难点,教学重点,教学难点,合金的相结构匀晶相图、共晶相图和包晶相图的相图分析、平衡结晶过程等,匀晶相图和固溶体的结晶包晶相图及其合金的结晶,合金：指两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经过熔炼或烧结，或用其它方法组合而成的具有金属特性的物质。如：碳素钢（铁、碳）；黄铜（铜、锌）；铅青铜（铜、锌、铅）。合金为什么比纯金属性能优良呢？首先要了解：1、各合金组元彼此相互作用形成那些合金相；他们的化

2、学成分及其晶体结构如何；2、合金结晶以后各组成相的形态、大小、数量和分布状况，即组织状态如何？最终达到目的：合金和化学成分、晶体结构、组织状态和性能之间的变化规律。分析所用的工具：合金相图。,第二章 二元合金的相结构与结晶,、组元(元）：组成合金的最基本的、能独立存在的物质。一般，组成合金的各个化学元素及稳定的化合物都是组元。合金中有几种组元就称之为几元合金。碳素钢是二元合金，铅青铜是三元合金。、合金系：是指具有相同组元，而成分比例不同的一系列合金。如各种碳素钢。、相：当不同组元经熔炼或烧结组成合金时，这些组元间由于物理、化学的相互作用，形成具有一定晶体结构和一定成分的相。相是指在合金中，凡是

3、化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分隔开来的一个均匀区域。在一个相中可以有多个晶粒，但是一个晶粒中只能是同一个相。由一种相组成的合金称为单相合金；由几种不同相组成的合金称为多相合金。,2.1 合金中的相,组织的概念：在金属与合金中，由于形成的条件不同，可能形成不同的相，并且相的数量、大小、分布状态也不同，即形成不同的组织。组织是一个与相紧密相关的概念。通常，可以将直接用肉眼或借助于放大镜、显微镜观察到的微观形貌图象统称为组织。宏观组织：用肉眼或放大镜观察到的。显微组织：用显微镜观察到的。电子显微组织：用电子显微镜观察到的。相是组成组织的基本组成部分，但是，同样的相，当它们的大小、分布

4、不同时，就会出现不同的组织。组织是决定材料性能的一个极为重要的因素。在条件相同的条件下，不同的组织使材料表现出不同的性能。因此，在实际生产中，控制和改变材料的组织具有极为重要的意义。,相的种类繁多，但根据相的晶体结构特点可以将相分为两大类：固溶体和金属间化合物。固溶体和金属间化合物的区别在于晶体结构与组成合金的组元的结构是否相同。2、1、1 固溶体固溶体：合金的组元之间以不同的比例相互混合，混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。这种组元称为溶剂，其它的组元即为溶质。2、1、1、1 固溶体的分类1、按溶质原子在晶格中所占位置分类：（1）置换固溶体：是指溶质原子位

5、于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体，犹如这些结点的溶剂原子被溶质原子所置换一样。,（2）间隙固溶体：溶质原子不是占据溶剂晶格的正常结点位置，而是填入溶剂原子间的一些间隙中。2、按固溶度分类（1）有限固溶体：在一定条件下，溶质组元在固溶体中的浓度有一定的限度，超过这个限度就不再溶解了。这一限度称为溶解度或固溶度。,（2）无限固溶体：溶质能够以任意比例溶入溶剂，固溶体的溶解度可达100%。此时，难以区分溶质、溶剂，只有将浓度大于50%的组元成为溶剂，浓度小于50%的组元称为溶质。注意：无限固溶体只可能是置换固溶体，不可能是间隙固溶体。3、按溶质原子与溶剂原子的相对分布分类（1）无序固溶体：溶质

6、原子统计地或随机地分布于溶剂的晶格中，它或占据着与溶剂原子等同的一些位置，或占据溶剂原子的间隙中，看不出什么次序性或规律性，这类固溶体叫做无序固溶体。（2）有序固溶体：当溶质原子按适当比例并按一定的顺序和一定的方向，围绕着溶剂原子分布时，这类固溶体叫做有序固溶体。有些合金在一定温度下，可以由无序固溶体转变为有序固溶体，称为有序化转变。有序固溶体又称为超结构或超点阵。,2、1、1、2 固溶体的性能溶质原子与溶剂原子大小不同，溶入溶剂必然造成局部的晶格畸变。,1、对于置换固溶体和间隙固溶体而言，随着溶质原子的加入，点阵常数都要发生变化，固溶体能也发生了变化。见图2-5。固溶强化的概念:表现为固溶体

7、的强度和硬度升高、塑性和韧性有所下降。溶质原子与溶剂原子的尺寸相差越大，则强化效果越好；间隙原子造成的晶格畸变比置换原子大，强化效果也好。而如延伸率、断面收缩率和冲击功等塑性、韧性等比纯金属的平均值要低。固溶强化是提高合金机械性能的一种重要途径，在金属材料的生产和研究中得到了极为广泛的应用。间隙原子造成的晶格畸变比置换原子大，强化效果也好。对综合力学性能要求较高，即强度、韧性和塑性之间有较好配合的结构材料，常以固溶体作为基本相。2、物理性能也会发生变化。,2、1、2 金属间化合物 是合金组元间发生相互作用而形成的一种新相，又称为中间相。其晶格类型及性能不同于任一组元，一般可以用分子式来大致表示

8、其组成。因为具有一的金属性质，所以称为金属间化合物。金属间化合物的性能：由于金属间化合物一般具有复杂的化合键和晶格结构，其熔点高，硬而脆。合金中的金属化合物使合金的强度、硬度和耐磨性提高，但会降低塑性和韧性。因此，它是碳钢、合金钢、硬质合金和许多有色合金的重要强化相。与固溶体适当配合，可以满足材料所需要的性能要求。如碳钢中的Fe3C、工具钢中的VC、高速钢中的W2C、硬质合金中的WC和TiC等，提高了材料的强度、硬度、耐磨性和热硬性等。常见的金属间化合物有：正常价化合物、电子化合物、间隙相和间隙化合物三种。,2、1、2、1 正常价化合物 通常由金属元素与周期表中第、族元素组成。具有严格的化合比

9、，成分固定不变，可用化合式表示。正常价化合物的特点：组元负电性相差较大，周期表中的位置相差较远。两组元的负电性相差越大，组成的化合物就越稳定。性能：具有较高的硬度，脆性较大。2、1、2、2 电子化合物 是由第族或过渡族金属元素与第至第族金属元素形成的金属化合物。它不遵守原子价规律，而是按照一定电子浓度的比值形成化合物，电子浓度不同，所形成的化合物的晶格类型也不同。例如电子浓度为21/14时，具有体心立方；21/13时，为复杂立方晶格；21/12时，为密排六方晶格。性能：具有很高的熔点和硬度，但脆性很大。,2、1、2、3 间隙相和间隙化合物 主要受组元的原子尺寸因素所控制，通常由过渡族金属与原子

10、半径很小的非金属元素氢、氮、碳和硼所组成。根据非金属元素（以X表示）与金属元素（以M表示）的原子半径的比值，可以分为两类：当rx/rm0.59时，则形成具有复杂晶体结构的化合物，称为间隙化合物。间隙相的性能：具有极高的熔点和硬度，具有明显的金属特性，如具有金属光泽和良好的导电性。是硬质合金的重要相组成（VC）。间隙化合物的性能：具有很高的熔点和硬度，但比间隙相的熔点和硬度低些，而且加热时也较易分解。是碳钢及合金钢中的重要组成部分（Fe3C）。,2、2、1 二元相图表示方法 合金结晶后，可以形成单相的固溶体或金属间化合物，但通常形成既有固溶体又有金属间化合物的多相组织。为了研究合金的组织与性能的

11、关系，必须先了解合金中各种组织的形成与变化规律。而相图则是有效工具。相图：是表示在平衡状态下合金的化学成分、相、组织与温度的关系图。（平衡状态图）是表示合金系在平衡条件下，在不同温度、成分下的各相关系的图解，因此，又称之为状态图或平衡图。所谓平衡是指合金系中各相成分与相质量比不再随时间变化的一种状态。合金在极缓慢冷却条件下结晶，可以认为是平衡条件下的结晶过程。,2.2二元合金相图的建立,利用相图，可以一目了然地了解到不同成分的合金在不同温度下的平衡状态，它存在哪些相，相的成分及相对含量如何，以及加热或冷却时，可能发生哪些转变等。合金存在的状态通常由合金的成分、温度和压力三个因素确定。合金的化学

12、成分变化时，则合金中所存在的相以及相的相对含量也随之发生变化，同样，当温度和压力发生变化时，合金所存在的状态也要发生变化。由于合金的熔炼、加工都是在常压下进行，所以合金的状态可以由合金的成分及温度两个因素决定。二元系合金的相图如2-7所示。横坐标表示成分，纵坐标表示温度。在成分和温度坐标平面上的任意一点称为表象点。一个表象点的坐标值表示一个合金的成分和温度。,2、2、2 相图的测定建立相图的方法有实验测定和理论计算两种。现在所使用的相图大部分是根据实验方法建立起来的。实验的方法很多，有热分析法、膨胀法、X射线结构分析法等方法是：以Cu-Ni合金为例。上临界点连线为液相线，下临界点连线为固相线，

13、三个区：液相区 用L表示，固相区，用a 表示，液、固两相共存区，用a+L表示。,I：纯铜；II：75%Cu+25%Ni III：50%Cu+50%Ni IV：25%Cu+75%Ni V：纯Ni,2、2、3 二元合金相图的使用1、由相图确定某一成分合金某一温度时存在的相。2、由相图确定给定合金的相变温度。3、由相图确定某成分合金某一温度下两平衡相的成分和相对质量（杠杆定律）二元合金两相平衡时，两平衡相的成分与温度有关，温度确定则两平衡相的成分均为确定值。确定方法：过该温度时的合金表象点作水平线，分别与相区两侧分界线相交，两个交点的成分坐标即为相应的两平衡相的成分。某一成分二元合金某温度处于两相平

14、衡共存状态时，两平衡相的相对质量也可以确定，但需用到杠杆定律。,杠杆定律：在合金结晶过程中，随着结晶过程的进行，合金中各个相的成分以及它们的相对含量都发生变化。对于一种合金，我们不仅要知道相的成分，还要知道相的相对含量。杠杆定律就是解决此问题。当合金处于两相区内任一温度时，L、相的成分及两相的相对量可按下述方法确定：,当合金处于两相区内任一温度时，L、相的成分及两相的相对量可按下述方法确定：1)两相成分的确定 如图所示，过温度（T1）作水平线，该线与液相线交于a点，与固相线交于c点，点a在成分轴上的投影点a即为L相的成分，c在成分轴上的投影点即为固相的成分,2)两平衡相相对量的确定在两相区内，

15、对特定的温度，两相的质量比是一定值。设:合金的总质量为1,液相的相对质量为WL,固相的相对质量为Wa,则有:WL+Wa=1。.(1)此外，合金中含镍量应等于液相中的镍与固相中的镍含量之和，即WL*a+Wa*c=1*x(2)将(1)代入(2)式中,可得 WL/Wa=xc/ax.(3),(3)式也可以写成:WL=xc/ac*100%Wa=ax/ac*100%式中：WL为L相的相对质量；Wa为固相相对质量；xc、ax为线段长度。,杠杆定理,QS=(bcab)100%,QL=(acab)100%,QS+QL=1aQS+bQL=c,2、3、1 相图分析两组元在液态和固态都无限互溶的合金系称为匀晶系，匀晶

16、系合金的相图称为匀晶相图。这类合金凝固时，都是从液相中结晶出单相的固溶体，这种结晶过程称匀晶转变。Cu-Ni、Ag-Au、Fe-Cr、Fe-Ni、Cr-Mo、Mo-W合金的相图都属于这类相图。相图分析：Cu-Ni二元合金相图如图2-10所示。上面一条是液相线，下面一条是固相线。液相线和固相线将相图分为三个区域：液相区L、固相区a和固液共存的区域L+a。,2.3匀晶相图,液相区L双相区L+固相区液相线固相线,液相区,固相区,双相区,2、3、2 合金的结晶过程1、平衡结晶过程以Cu含量为40%的合金为例：（1）当合金自高温缓慢冷却到t1温度时，开始从液相中结晶出a固溶体，根据平衡相的确定方法，可知

17、其成分为L1，相平衡关系为：L1 a1运用杠杆定律，计算此时固相的含量为0。（2）当温度缓慢冷却到t2时，便有一定量的a固溶体结晶出来。此时的固相成分为 a2，液相成分为L2，合金的相平衡关系为L2 a2。为了达到这种平衡，除了在t2温度直接从液相中结晶出的a2外，原来结晶出来的a1也必须改变为与a2相同的成分。与此同时，液相成分也由L1向L2转变。在温度不断下降过程中，a的成分不断沿固相线变化，液相成分不断沿液相线变化。同时，固相a的数量不断增加，液相L的数量不断减少。两相的相对含量可以通过杠杆定律求出。,（3）当冷却到t3时，最后一滴液体结晶成固溶体，结晶终了，得到了与原合金成分相同的a固

18、溶体。,2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,固溶体合金的结晶过程也是一个形核和长大的过程。形核既可以是均匀形核也可以是非均匀形核。和纯金属相同，固溶体形核时，既需要能量起伏，也需要结构起伏。此外，由于固溶体结晶时所结晶出来的固相成分与原液相不同，因此，还需要成分起伏。通常所说的液态合金成分总是指宏观平均成分，但微观上看，由于原子运动的结果，在任意一个瞬间，液相中总有某些微小体积可能偏离液相的平均成分，这些微小体

19、积的成分、大小和位置都在不断变化着，这就是成分起伏。,2、不平衡结晶 固溶体凝固经历一个温度区间，并且固液两相的成分都不断变化。只有依赖于两组元原子的充分扩散，才能使每个温度下的液、固两相成分均匀一致。显然，只有极缓慢的冷却才能满足原子的充分扩散。实际生产中，合金液浇注后冷却速度较快，原子扩散尚未充分进行就已继续冷却，使凝固偏离平衡结晶条件，这就是不平衡结晶。不平衡结晶时，原子因冷却较快而不能扩散均匀，结果使凝固后的晶粒内部成分不均匀，先结晶部分含高熔点组元较多，后结晶部分含低熔点组元较多。这种晶粒内部成分不均匀的现象称为晶内偏析。由于通常固溶体呈树枝状，表现为树干和分枝间的成分不一致，故亦称

20、枝晶偏析。,2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,严重的枝晶偏析使合金的力学性能降低，特别是塑性、韧性显著降低，也使合金的抗腐蚀性能降低。生产中采用均匀化退火的方法来消除。均匀化退火（扩散退火）:把有枝晶偏析的合金放在低于固相线100200的温度下进行较长时间的加热，通过原子的相互扩散而使成分趋于均匀。,2、3、3合金凝固时的成分过冷现象（1）成分过冷：由成分变化与实 际温度分布共同决定的过冷。（2）形成：界面溶

21、质浓度从高到低 液相线温度从低到高。（图示：溶质分布曲线 匀晶相图 液相线温度分布曲线 实际温度分布曲线 成分过冷区。）,成分过冷及其对晶体生长形态的影响成分过冷对生长形态的影响（正温度梯度下）G越小，成分过冷 越大生长形态：平面状胞状 树枝状。,组成合金的两组元在液态时无限互溶，固态时有限互溶，结晶时发生共晶转变，形成共晶组织的合金系所形成的二元合金相图称为共晶相图。例如，Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Cu、Al-Si合金相图均属于这类相图。,2.4共晶相图,2、4、1 相图分析tA为Pb的熔点，tB为Sn的熔点，E点为共晶点。AE、EB为液相线，AMNB为固相线、MEN线为共晶线；MF为S

22、n在Pb中的溶解度曲线，NG为Pb在Sn中的溶解度曲线，这两条曲线也称为固溶度曲线。,Pb-Sn合金系有三个基本相，L是Pb与Sn两组元形成的均匀的液相，是Sn溶于Pb的固溶体，是Pb溶于Sn的固溶体相图中有三个单相区，即L、相区。在这些单相区之间，相应的有三个两相区，即L+、L+、+相区。在三个两相区之间有一根水平线MEN，是L+三相并存区,共晶反应(Eutectic Reaction)成分位于（E）点的合金，在温度达到水平线MEN所对应的温度（tE=183）时，将同时结晶出成分为M点的相及成分为N点的相。其转变式为：tE LE M+N这种在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出一定成分的两

23、个固相的转变过程，称为共晶转变或共晶反应。共晶转变的产物（M+N）是由两个固相组成的机械混合物，称为共晶组织。水平线MEN称为共晶线，E点称为共晶点，E点所对应的温度称为共晶温度，成分对应于共晶点的合金称为共晶合金。成分位于共晶点以左，M点以右的合金称为亚共晶合金；成分位于共晶点以右，N点以左的合金称为过共晶合金。凡是成分在MN之间的合金平衡结晶时都会发生共晶转变。,2、4、2 典型合金的平衡结晶2、4、2、1含锡量19%的的合金()（1）1点:L 随着温度的降低,固溶体的数量不断增加,液相的数量不断减少,它们的成分分别沿固相线AM和液相线AE变化.（2）到达2时,结晶完毕,L全部结晶成单相固

24、溶体,其成分与原始液相成分相同.这一过程就是匀晶转变.（3）2-3之间，固溶体不发生变化。（4）温度降到3点以下时，锡在固溶体中呈现过饱和的状态。此时，多余的锡就以固溶体的形式从固溶体中析出。相和相成分分别沿MF和NG线变化。发生脱熔过程和二次结晶。二次结晶的相称为次生相或二次相，用表示，优先从固溶体的晶界析出，它一般不易长大，比较小。所以，合金室温平衡组织为（+）。,(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,

25、相对含量的计算:成分位于F、M之间的合金，平衡结晶过程均相似。其显微组织也是由+所组成，只是两相的相对含量不同。两相的含量可以用杠杆定律求出：W=F4/FG*100%W=4G/FG*100%,2、4、2、2 共晶合金的结晶过程（）（1）当温度降至183时，发生共晶反应，这一转变一直在183进行，直到液相完全消失。得到的组织为:M+N两个相的混合物，亦即共晶组织。M、N的含量可以由杠杆定律求出：wM=EN/MN*100%=45.4%wN=ME/MN*100%=54.6%,(2)继续冷却时，共晶组织中的和 都要发生溶解度的变化，相成分沿MF线变化，相成分沿NG线变化，分别析出次生的和相。这些次生相

26、与共晶组织中的同类相混合在一起，难以在显微镜下分辨。所以共晶组织的二次析出一般可忽略不计。所以共晶合金的室温平衡组织为共晶组织（+）。其组织组成物只有1个，即共晶体，相组成物有两个，即相和相,(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark use

27、d herein under license.,2、4、2、3 亚共晶合金的结晶过程（）：成分位于共晶点E以左、M点以右的合金。以50%的合金为例。（1）1点时，结晶出；（2）1-2之间，温度下降，不断增加，相的成分和液相的成分分别沿AM、AE 线变化，属于匀晶转变。（3）至2点，相和剩余液相成分分别达到M、E点，两相的含量分别为：Wa=E2/ME27.8%WL=M2/ME 72.2%,(4)在2点温度下，成分为E 点的液相发生共晶转变：这一转变一直到剩余液相全部转变为共晶组织为止。在共晶转变之前的 相称为初晶或先共晶相。在共晶转变刚刚结束之后的组织是：先共晶相和共晶组织（+）组成。其中，共晶

28、组织（+）的量即为温度为tE 时的液相的量。（5）2点以下，将从相（包括先共晶和共晶组织中的相）中和中（共晶组织中）分别析出次生的 和相。而只有从先共晶相中析出的观察到，共晶组织中析出的 和相一般难以观察。亚共晶合金的室温组织为：+（+）相组成物有两个，即相和相。,(c)2003 Brooks/Cole,a division of Thomson Learning,Inc.Thomson Learning is a trademark used herein under license.,（四）过共晶合金（）：成分位于共晶点E以右、N点以左的合金。过共晶合金的平衡结晶过程与亚共晶合金基本类似，

29、区别在于：（1）先共晶相不是，而是。（2）过共晶合金的室温组织为：+（+）。,两组元在液态无限相互溶解，在固态相互有限溶解，发生包晶转变的二元合金系相图。具有包晶转变的二元系合金有Pt-Ag、Sn-Sb、Cu-Sn、Cu-Zn等。以Pt-Ag合金为例分析。(Peritectic Reaction)插入图2-50,2.5包晶相图,一、相图分析：ACB为液相线，APDB 为固相线，PE、DF分别是银溶于铂中和铂溶于银中的溶解度曲线。有三个单相区，三个两相区，一个三相区。三相区水平线PDC是包晶转变线，所有成分在PC之间的合金在此温度都将发生三相平衡的包晶转变，反应式为：Lc+ap D包晶转变（反应

30、）：在一定的温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。与共晶转变一样，其自由度为0，即三个相的成分不变、温度恒定。包晶反应的特征：反应相是一个液相和一个固相，成分位于水平线两端，所形成的固相位于水平线中间的下方。包晶点、包晶温度、包晶线。,二、典型合金的平衡结晶过程及组织（一）含银量为42.4%的合金()(1)至1点,开始从液相中结晶出相。继续冷却，相不断增加，液相的数量不断减少，相和液相的成分分别沿固相线AP和液相线AC变化。（2）至2点，相成分到达P点，液相成分到达C点。含量通过杠杆定律求出：wL=PD/PC=57.17%W=DC/PC=42.83%

31、在此温度下，液相L和固相发生包晶转变。LC+p D 转变结束，液相和相消失，全部转变为固溶体。,（3）合金继续冷却，Pt在相中的溶解度随温度的下降而沿DF线不断减少，将不断从固溶体中析出次生相。所以，此种合金的室温组织组成物为：+相组成物为：+解释为什么叫包晶转变？包晶偏析？,（二）含银量为10.5-42.4%的合金()(1)至1点,开始从液相中结晶出相。继续冷却，相不断增加，液相的数量不断减少，相和液相的成分分别沿固相线AP和液相线AC变化。(2)至2点，相成分到达P点，液相成分到达C点。含量通过杠杆定律求出：wL=PH/PC W=HC/PC在此温度下，液相L和固相发生包晶转变。LC+p D

32、 转变结束，液相消失，除了新形成的相外,还剩余有相.,(3)温度继续下降,由于相和相固溶体溶解度的变化,随着温度的降低,不断从相中析出,而从相中不断析出.所以,该合金的室温组织组成物为:+相组成物仍然为:+,(三)含银量为42.4-66.3%的合金()(1)至1点,开始从液相中结晶出相。继续冷却，相不断增加，液相的数量不断减少，相和液相的成分分别沿固相线AP和液相线AC变化。(2)至2点，相成分到达P点，液相成分到达C点。含量通过杠杆定律求出：在此温度下，液相L和固相发生包晶转变。LC+p D 用杠杆定律可以计算,转变结束，相消失，除了新形成的相外,还剩余有液相.,(3)温度继续下降,剩余的液

33、相继续结晶出固溶体,在2-3点之间,合金是匀晶转变,相成分DB线变化,液相的成分沿CB线变化.在温度降至3点时,合金全部转变为固溶体.(4)在3-4点之间,合金为单相固溶体,不发生变化.(5)在4点以下,将从固溶体中析出.所以,该合金的室温组织组成物为:+相组成物为：+,见书p 32页2-22图，形成的是稳定的金属间化合物。P33页2-23图，形成的稳定化合物对组元有一定的溶解度，相图中不是一条直线，而是一个区域（虚线所表示）。,2.6组元间形成稳定化合物的相图,2、7、1 合金的力学性能和物理性能 根据图2-24、2-25，（1）机械性能：对于匀晶系合金而言，合金的强度和硬度均随溶质组元含量

34、的增加而提高。对于共晶相图和包晶相图而言，在平衡条件下，当两相的大小和分布都比较均匀时，合金的性能大致是两相的算术平均值，但不平衡结晶时出现伪共晶时，强度和硬度将偏离直线关系而出现峰值，如虚线所表示。（2）塑性的变化规律与强度、硬度的变化规律正好相反，固溶体的塑性随溶质组元含量的增加而降低。（3）电导率、热导率、电阻等物理性能也发生变化。,2.7由二元相图判断合金的性能,1、当合金形成单相固溶体时，由于溶质原子使基体晶格畸变，溶质元素浓度越高，引起晶格畸变越大，则合金的强度、硬度越高。2、当合金形成为两相机械混合物的组织时，合金的强度和硬度随成分的变化呈直线关系，大致是两相性能的算术平均值。,

35、液固相线距离愈小，结晶温度范围愈小合金的流动性好有利于浇注液固相线距离大枝晶偏析倾向愈大，合金流动性也愈差，形成分散缩孔的倾向也愈大，使铸造性能恶化,2、7、2 合金的铸造性能,2、7、3 相图的局限性1、相图反映的是在平衡条件下相的平衡，而不是组织的平衡：相图只能给出合金在平衡条件下存在的相、相的成分及其相对含量，并不能表示相的形状、大小及分布，即不能给出合金的组织状态。2、相图给出的是平衡状态时的情况。平衡状态只有在非常缓慢加热和冷却，或者在给定的温度长时间保温的情况下才能到达。因此，应用相图时，不但要掌握合金在平衡条件下的相变过程，而且要掌握在不平衡条件下的相变过程及组织变化规律，才能正确制订合金的热加工工艺。3、二元相图只反映二元系合金相的平衡关系：实际生产的金属材料不只局限于二元合金，往往还有其它元素，这些其它元素的加入会影响相图。,