Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
材料的结构/材料的凝固与结晶 - Coggle Diagram
材料的结构/材料的凝固与结晶
铁碳合金相图
典型铁碳合金的平衡结晶过程
钢
共析钢
w(C)=0.77%
过共析钢
0.77%<=w(C)<=2.11%
亚共析钢
0.0218%<w(C)<0.77%
白口铸铁
共晶白口铸铁
w(C)=4.3%
过共晶白口铸铁
4.3%<w(C)<6.69%
亚共晶白口铸铁
2.11%<w(C)<4.3%
工业纯铁
w(C)<=0.0218%
成分-组织-性能关系
碳对铁碳合金平衡组织的影响
含碳量增高时,组织中渗碳体的相对量增加,大小、形态和分布也随之发生变化
碳对力学性能的影响
随着含碳量的增加,高硬度的渗碳体增多,低硬度的铁素体减少,铁碳合金的硬度逐渐升高
合金的塑性主要是由铁素体提供的
冲击韧性对组织十分敏感,当含碳量增加而出现网状二次渗碳体时,韧性将急剧下降
铁碳相图分析
特性点
相区
高温铁素体相
奥氏体相
液相
铁素体相
渗碳体相
三种恒温转变
共晶转变
共析转变
包晶转变
特性线
AHJECF线,固相线,以下均是固体状态
GS线,表示C的质量分数低于0.77%的钢在冷却过程中,由奥氏体中析出铁素体的开始线
ABCD线,液相线,以上是液相区
ES线,碳在奥氏体中的溶解度曲线
PQ线,碳在铁素体中的溶解度曲线
应用和局限性
应用
铸造工艺方面
热锻、热轧方面
钢铁材料选用
热处理工艺方面
局限性
反映的是平衡相,而不是组织
只能反映二元合金中相的平衡状态
反应的是平衡条件下铁碳合金中相的状态
铁碳合金的基本相
铁的同素异构转变
铁碳合金的基本相
奥氏体
高温铁素体
铁素体
渗碳体
合金的晶体结构
固溶体
分类
置换固溶体
间隙固溶体
性能
随着溶质原子的溶入,溶剂晶格将发生畸变,固溶体晶格结构的稳定性就越小
金属化合物
分类
正常价化合物
电子化合物
间隙化合物
性能
熔点一般较高,性能硬而脆
概述
组元
合金系
合金
相·
组织
陶瓷材料的结构
玻璃相
气相
晶相
氧化物
非氧化物
硅酸盐
高分子材料的结构
链结构
化学组成
碳链高分子
杂链高分子
元素高分子
结构单元的连接方式和链的构型
连接方式
尾尾(头头)
无规连接
头尾
构型
无规共聚物
交替共聚物
嵌段共聚物
接枝共聚物
空间构型
全同立构
间同立构
无规立构
结构形态
线性分子链
支化型分子链
梳型
无规支化
星型
体型分子链
构象和柔顺性
高分子主链 的结构、侧基。链的结构形态、分子间作用力等内因
温度、外力、介质等外因
聚集态结构
晶态结构
非晶态结构
取向态结构
液晶态结构
织态结构
结构的特点
主链都有一定的内旋转自由度
由许多高分子链组成的
由很大数目的结构单元组成的
结构具有不均一性
聚集态结构具有多样性
晶态比小分子晶态的有序程度差很多,存在很多缺陷
晶体学基础
晶格与晶胞
我们把这种表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格
组成晶格的这种最基本的几何单元叫做晶胞
晶面与晶向
晶向指数
找出待定晶向上除原点以外的任一阵点的坐标值
将三个坐标值化为互质的整数,并加以方括号,即为待定晶向的晶向指数
建立坐标系
晶面指数
建立坐标系
求出待定晶面在各坐标轴上的截距
将三个截距取倒数,并化为最小简单数,并加上一圆括号,即为晶面指数
晶体与非晶体
晶体:原子或分子按一定的几何规律作周期性地排列
非晶体:无规则地堆积在一起
金属的晶体结构
体心立方晶格
所谓配位数指晶体中与任一原子最近邻且等距离的原子数
面心立方晶格
密排六方晶格
实际金属的晶体结构
线缺陷
刃型位错,螺型位错
面缺陷
晶界和亚晶界
点缺陷
空位,间隙原子和置换原子
合金的结晶
二元合金相图的建立
二元相图的基本类型与分析
二元包晶相图
形成稳定化合物的二元合金相图
具有共析反应的二元合金相图
二元共晶相图
相图分析
共晶系合金的平衡凝固及其组织
合金II,α+β
合金III,初生β+αII+(α+β)
合金I,β+αII
合金的性能与相图的关系
取决于组元的特性及其所形成的合金相的性质和相对量
二元匀晶相图
杠杆定律
平衡凝固过程
相图分析
固溶体的非平衡凝固
凝固组织及其控制
铸锭组织及其控制
细等轴晶区
柱状晶区
粗等轴晶区
金属及合金结晶后的晶粒大小及其控制
晶粒度
标准晶粒度共分八级,一级最粗,八级最细
晶粒大小的控制
增大金属的过冷度
变质处理
振动和搅拌
纯金属的结晶
条件
过程
形成方式
长大方式
基本过程