合金及组织类型
铁碳合金的基本组织名称类型特点
铁碳合金的基本组织名称类型特点引言铁碳合金是一种重要的结构材料，其基本组织对其性能具有重要影响。
本文将介绍铁碳合金的基本组织的名称、类型和特点，并对其进行全面详细、完整且深入的讨论。
铁碳相图在讨论铁碳合金的基本组织之前，我们先来了解一下铁碳相图。
铁碳相图是描述铁和碳在不同温度下形成的各种相和组织之间关系的图表。
根据温度和碳含量，铁碳相图可以分为几个不同区域，包括奥氏体区、珠光体区、贝氏体区等。
铁碳合金基本组织名称贝氏体贝氏体是铁碳合金中常见的一种基本组织，它由奥氏体和渗碳体共同组成。
贝氏体具有板状或条状的形态，其中奥氏体间隔着渗碳体。
珠光体珠光体是另一种常见的铁碳合金基本组织，它由奥氏体和渗碳体组成。
和贝氏体不同，珠光体中的奥氏体呈球状或半球状，渗碳体分布在奥氏体之间。
渗碳体渗碳体是铁碳合金中的一种特殊组织，其主要成分是铁和碳。
渗碳体可以分为多种类型，包括颗粒状、带状、网状等形态。
马氏体马氏体是铁碳合金中的一种相，其形成需要快速冷却过程。
马氏体具有板条状或针状的形态，具有较高的硬度和强度。
铁碳合金基本组织类型特点贝氏体贝氏体具有良好的韧性和延展性，适用于对抗冲击和振动载荷的应用。
然而，贝氏体的硬度较低，常常需要通过热处理来提高其强度。
珠光体珠光体具有较高的韧性和强度，适用于对静态载荷和腐蚀环境下的应用。
珠光体可以通过控制冷却速率来调节其形态和性能。
渗碳体渗碳体具有良好的耐磨性和硬度，适用于对摩擦和磨损要求较高的应用。
渗碳体可以通过调节温度和时间来控制其形态和厚度。
马氏体马氏体具有极高的硬度和强度，适用于对抗冲击和挤压载荷的应用。
然而，马氏体的脆性较高，容易发生断裂。
结论铁碳合金的基本组织包括贝氏体、珠光体、渗碳体和马氏体。
不同组织具有不同的特点和应用领域。
了解铁碳合金基本组织的名称、类型和特点对于设计合金材料具有重要意义。
在实际应用中，可以通过控制冷却速率、调节温度和时间等方法来控制铁碳合金的组织形态，从而实现所需的力学性能。
5系铝合金金相组织
5系铝合金金相组织
5系铝合金是目前应用最广泛的铝合金之一，具有优异的强度、耐腐蚀性和可焊性。
其金相组织对其性能起着至关重要的影响。
以下是5系铝合金金相组织的相关内容。
1. 5系铝合金的组成
5系铝合金主要由铝、镁和硅等元素组成，其中铝的含量为90%以上，镁的含量为4%-6%，硅的含量为0.2%-0.6%。
2. 5系铝合金的金相组织类型
5系铝合金的金相组织主要有以下几种类型：
（1）T1型：由晶界固溶的镁硅化合物Al12Mg17Si2相组成，具有高硬度和优异的抗氧化性。
（2）T2型：由板片状晶界固溶的镁硅化合物Al3Mg2Si3相组成，具有良好的变形性能和耐蚀性能。
（3）T3型：由不规则形晶界固溶的Al6Mg2Si相组成，具有较高的塑性和优异的韧性。
（4）T4型：由不规则形晶界固溶的Al2CuMg相组成，具有较高的强度和优异的韧性。
3. 5系铝合金金相组织的影响因素
5系铝合金金相组织的形成受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：
（1）合金化元素含量和配比，不同含量和配比的元素会对金相组织形成产生不同的影响。
（2）固溶温度和时间，固溶温度和时间的变化也会影响金相组织的形成过程。
（3）淬火方式、冷却速率以及时效状态，这些因素决定了合金在固溶、淬火、时效等工艺过程中的温度和时间条件，从而影响了金相组织的形成。
总之，5系铝合金的金相组织对其性能有着非常重要的影响。
了解5系铝合金的金相组织类型、形成因素等相关知识，可以帮助我们更好地使用这种合金，提高其应用性能。
钛及钛合金典型组织
TC4,950℃/1hr AC; 等轴初生α+舍有针状α的β转变组织.
金相明场 500×;金相相衬 500×;电镜明场 10000× 浸蚀剂:氢氟酸:硝酸:水 =1:4:45
TC4,950℃/1hr 炉冷;等轴α+晶间β
金相明场 500×;金相相衬 500×;电镜明场 5000× 浸蚀剂:氢氟酸:硝酸:水 =1:6:193
TA2,1000℃/1hr,AC;锯齿α片及α片间保留的β相
浸蚀剂---氢氟酸:硝酸:水=2 : 1 : 17; 金相明场 250×; 金相偏光 250×; 电镜明场 5000×
TA2 ,700℃/1hr ,AC,等轴α相(某些晶粒内含孪晶)
浸蚀剂---氢氟酸:硝酸:水=2 : 1 : 17; 金相明场 250×; 金相偏光 250×; 电镜明场 5000×
图3-4
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近β-Ti合金组织
Ti-10V-2Fe-3Al
工艺：820°C/8h/WQ组 织：等轴β相
工艺：820°C/8h/WQ +时效 600°C/8h/AC. 组织：β相基体上 细小的α相析出
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Ti-10V-2Fe-3Al 工艺：α+β固溶 700°C/8h/WQ + 时效 600°C/4h/AC. 组织：初生等轴αand 针状α （SEM ）
金相明场500×;
电镜明场20000×
浸蚀液: 氢氟酸 : 硝酸 : 水 = 1 : 1 : 3
TB2,800℃/30分 AC+500℃/8hr AC; 有弥散α相析出的β晶粒
金相明场 500×, 浸蚀㲸:氢氟酸:硝酸: 水=1:3:5;
金相偏光 500×, 浸蚀㲸:氢氟酸:硝酸: 水=1:12:18;
合金的三种晶体结构
合金的三种晶体结构合金是由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素按一定比例混合而成的新材料，常常具有比单个金属更好的性能。
合金的晶体结构是指合金中各种金属原子或金属与非金属原子的排列方式和组织形态。
合金的晶体结构对其性能和用途具有重要影响。
合金晶体结构可以分为三种类型：面心立方结构、体心立方结构和密堆积结构。
1. 面心立方结构（Face-centered Cubic，FCC）面心立方结构是一种晶格结构，空间群为Fm3m，由面心立方单元格组成。
在面心立方结构中，各个原子位于每个正方形面的中心和每个正方形棱的中心，原子密排，形成紧密堆积结构。
每个顶点的原子等效共享给8个晶格点，每个面心原子等效共享给2个晶格点，因此每个立方体中含有4个原子。
典型的面心立方结构的合金有黄铜（Cu-Zn合金）、铝合金（Al-Cu合金）、镍合金（Ni-Cu合金）等。
面心立方结构的合金具有良好的塑性和韧性，并且容易形成单相固溶体。
2. 体心立方结构（Body-centered Cubic，BCC）体心立方结构是一种晶格结构，空间群为Im3m，由体心立方单元格组成。
在体心立方结构中，各个原子位于立方体的8个顶点和一个立方体的中心，形成紧密堆积结构。
由于每个顶点原子等效共享给8个晶格点，每个体心原子等效只共享给1个晶格点，因此每个立方体中含有两个原子。
典型的体心立方结构的合金有α-铁、钾钠合金（Na-K合金）等。
体心立方结构的合金具有较高的熔点和硬度，以及较好的导电性和磁导性。
3. 密堆积结构（Close-packed Structure，CP）密堆积结构是一种晶格结构，由密堆积单元堆叠而成，密堆积的原子排列较紧密。
密堆积结构可分为六方密堆积（hexagonal close-packed structure，HCP）和立方密堆积（cubic close-packed，CCP）两种类型。
六方密堆积结构是一种顶下六角形最紧密堆积的结构，具有ABABAB…的结构顺序。
材料科学基础_第二章-合金的相结构
(2) TCP相 TCP相（topologically close-packed phase）的特点： ①由配位数为12、14、15、16的配位多面体堆垛而成；②呈层状 结构。
TCP相类型：①Lavs相 AB2型 镁合金、不锈钢中出现
②σ相 AB型或AxBx型 有害相
b.间隙化合物 间隙化合物的晶体结构比较复杂。其表达式有如下类型： M3C、M7C3、M23C6、M6C。间隙化合物中金属元素M常被其 它金属元素所代替形成化合物为基的固溶体（二次固溶体）。
在H、N、C、B等非金属元素中,由于H和N的原子半径很小,与所 有过渡族金属都满足rX/rM<0.59,所以过渡族金属的氢化物、氮化物 都为间隙相；而硼原子半径rB/rM>0.59较大, rB/rM>0.59，硼化物 均为间隙化合物；而碳原子半径处于中间,某些碳化物为间隙相,某些 为间隙化合物。
4.超结构—有序固溶体
超结构（super structure/lattice）类型： 有序化条件：异类原子之间的相互吸引大于同类原 子间 有序化影响因素：温度、冷却速度和合金成分
5.金属间化合物的性质及应用（P56） （1）——（7）
CuAu有序固溶体的晶体结构
2.4 离子晶体
离子晶体有关概念 1.离子晶体(ionic crystal) ：由正、负离子通过离子键按
相分类:固溶体和中间相(金属间化合物)
固溶体——
中间相——
中间相可以用分子式来大致表示其组成。
合金相的性质由以下三个因素控制:
（1）电化学因素(电负性或化学亲和力因素)
电负性——
（2）原子尺寸因素 △r=（rA－rB)/rA 中间相。 △r越小，越易形成固溶体
铁碳合金的基本组织及合金相图分析
Lc
Ld（A+Fe3C）
精选ppt
7
模块二 金属学的基本知识
PSK：共析线，含C量在0.0218 % --6.69%的 铁碳合金至此反生共析转变，产生珠光体P ， 又称A1线。
727ºC
As P(F+Fe3C) E二S：次C渗在碳γ体-F析e中出的。溶解度曲线，又称Acm线。
GS：A开始析出F的转变线，加热时F全部溶入
课题五 铁碳合金相图
引言： 关于铁碳合金状态图
1、概念：表示铁碳合金在不同成分和不同温度下 的 组织、性能以及它们之间相互关系的图形，又称铁 碳合金相图或铁碳合金平衡图。是通过实验的方法 建立起来的。 2、作用：是研制新材料，制定合金熔炼、铸造、压 力加工和热处理等工艺的重要工具。 3F、eCF、e-CF相eC图-C包等括几：部F分e-。Fe仅3C研、究FFee3C-F-eF3eC2C。、 Fe2C-
A，又称A3线。
PQ ： C在α-Fe中的溶解度曲线，三次渗碳体 析出。
精选ppt
8
模块二 金属学的基本知识
5、相区及其组织 4个单相区、5个两相区、2个三相共存线
1）4个单相区：
①液相区ACD线以上区域：L
②AESGA区：A
③GPQG区：F
④DFK直线区：Fe3C
2）5个单相区：
①ACEA区域：L+A
精选ppt
6
模块二 金属学的基本知识
4、特性线
ACD：液相线，液相冷却至此开始析出固相，固相加
热至此全部转化为液相。冷至AC线开始结晶出A； 冷至CD线，开始结晶出一次渗碳体。
AECF：固相线，液态合金至此线全部结晶为固相， 固相加热至此开始转化为液相。反应式：
铜合金金相组织
铜合金金相组织
铜合金的金相组织通常可以分为以下几种类型：
1. 相间混合体：铜合金中含有两种或两种以上的相，相互分布在铜基体中。
这种组织常见的合金有铝青铜、锡青铜等。
相间分布的合金具有比较均匀的硬度和强度。
2. 固溶体：铜合金中的合金元素以固溶的形式溶解在铜基体中。
这种组织常见的合金有铜铝合金、铜锌合金等。
固溶体的合金具有较高的塑性和热处理性能。
3. 铸态组织：铜合金通过铸造工艺得到的金相组织，通常具有较大的铸造晶粒和比较均匀的渗碳体分布。
铸态组织的铜合金具有较低的强度和硬度。
4. 时效组织：某些铜合金在固溶化处理后进行时效处理，可以得到细小的析出相，提高合金的硬度和强度。
这种组织常见的合金有铝青铜、镍铝青铜等。
综上所述，铜合金的金相组织多种多样，不同合金的组织形态对其性能有着重要影响。
合金的金相组织可以通过金相显微镜等金相分析手段来观察和研究。
相、合金、组织
第2章纯金属的结晶与铁碳合金不同的金属材料具有不同的性能，即使是同一种材料，在不同的条件下其性能也不相同。
金属材料之所以具有不同的性能与它的晶体结构有密切的关系。
纯金属虽然具有好的导电性、导热性，在工业中获得了一定的应用，但力学性能较低，价格较高，且种类有限，因此，工业生产上应用的金属材料大都是合金，尤其是铁碳合金。
第一节金属的晶体结构一、金属的晶体结构金属及合金的性能是由其成分及内部的结构所决定。
一切固态物质按其构造可分为晶体（crystalloid，crystal）与非晶体（noncrystal）两种。
非晶体的特点是原子的排列不规则，如玻璃、沥青和松香等都是非晶体。
晶体的特点是它们的原子都按一定的次序作有规则的排列，如金刚石、石墨和一切固态金属都属于晶体。
为了便于分析和描述晶体中原子排列的情况，把每个原子看成一个小球，把这些小球用假想线条连接起来，就得到一个抽象化了的空间格子。
这种表示晶体中原子排列形式的空间格子叫晶格（crystal lattice）。
晶格的最小单元称为晶胞（unit cell）。
晶胞中原子排列的规律能完全代表整个晶格中原子排列的规律，人们研究金属的晶格结构，一般都是取出晶胞来研究的。
二、常见的晶格类型常见的金属晶体的晶格形式有如下三种：1.体心立方晶格（BCC（Body-Centered Cubic [lattice]））原子分布在立方体的各结点和中心处，其特点是金属原子占据着立方体的八个顶角和中心，属于这一类的金属有铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)和α-Fe(温度小于912℃纯铁)。
这类金属有相当大的强度和较好的塑性。
2.面心立方晶格（FCC（Face Centered Cubic [lattice]））原子分布在立方体的各结点和各面的中心处。
金属原子除占据立方体的八个顶角外，立方体的六个面的中心也各有一个金属原子。
属于这种晶格的金属有铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)和γ-Fe等（温度在1394℃～912℃纯铁)。
铁碳合金的基本组织名称类型特点
铁碳合金的基本组织名称类型特点一、铁碳合金的基本组织铁碳合金是指含有一定量碳元素的铁合金，其基本组织包括珠光体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体四种。
1. 珠光体珠光体是铁碳合金中最常见的基本组织，其形态呈球状或半球状。
珠光体通常由铁素体经过缓冷或退火处理形成。
珠光体中的碳元素以Fe3C（水滑石）的形式存在，因此在显微镜下呈黑色。
2. 贝氏体贝氏体是由珠光体和渗碳贝氏体共同构成的一种基本组织。
贝氏体呈板条状，其形态与尺寸受到冷却速度和温度等因素的影响。
贝氏体中的碳元素以Fe3C和奥氏体固溶态（即固溶于γ-Fe中的C）的形式存在。
3. 马氏体马氏体是由奥氏体在快速冷却过程中分解而成。
马氏体呈针状或板条状，具有高强度、高硬度和良好的韧性。
马氏体中的碳元素以固溶态和Fe3C的形式存在，其中固溶态碳元素的含量较高。
4. 残余奥氏体残余奥氏体是指在快速冷却过程中未能完全转变为马氏体而残留下来的奥氏体。
残余奥氏体具有良好的韧性和可塑性，但强度和硬度较低。
残余奥氏体中的碳元素以固溶态和Fe3C的形式存在。
二、铁碳合金组织类型根据不同的冷却速度和温度条件，铁碳合金可以形成不同类型的组织。
常见的组织类型包括珠光体钢、淬火钢、退火钢、球墨铸铁等。
1. 珠光体钢珠光体钢是指经过缓冷或退火处理后所得到的组织为珠光体的钢。
珠光体钢具有良好的可加工性和韧性，但硬度和强度较低。
2. 淬火钢淬火钢是指经过快速冷却（淬火）处理后所得到的组织为马氏体的钢。
淬火钢具有高强度、高硬度和良好的耐磨性，但韧性较差。
3. 退火钢退火钢是指经过加热处理后缓慢冷却所得到的组织为贝氏体或珠光体的钢。
退火钢具有良好的可加工性和韧性，但强度和硬度较低。
4. 球墨铸铁球墨铸铁是指在铸造过程中加入一定量镁元素，使其形成球形石墨颗粒的铸铁。
球墨铸铁具有高强度、高韧性和良好的耐蚀性，适用于制造机械零件等要求高强度和耐磨性的零部件。
三、铁碳合金特点1. 铁碳合金具有良好的可加工性和可塑性，适用于制造各种机械零件、建筑材料等。
10讲典型合金的结晶过程及组织
10讲典型合金的结晶过程及组织合金是由两种或两种以上金属或非金属形成的固溶体。
其结晶过程和组织是影响合金性能的重要因素之一、下面将介绍典型合金的结晶过程及组织。
1.铝合金：铝合金具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空、汽车和建筑行业。
铝合金的结晶过程通常是由凝固开始的。
在凝固过程中，铝合金中的铝元素会首先形成υ-铝相，然后通过固溶处理形成其他相。
根据冷却速度的不同，可以形成不同的组织，包括固溶相、沉淀相和旁边生成相。
合金中的其他合金元素和固溶相会形成固溶体，而沉淀相和旁边生成相会形成强化相。
合金中的成分和处理工艺可以调整组织和性能。
2.钢铁：钢铁是一种铁碳合金，主要由铁和碳构成，同时还含有其他合金元素。
钢铁的结晶过程存在一定的复杂性，具体取决于钢铁的成分和处理工艺。
一般来说，钢铁的结晶过程包括固溶处理和相变。
在固溶处理中，钢铁中的合金元素会溶解在铁基体中，形成固溶体。
当冷却到一定温度时，固溶体会发生相变，从而形成不同的组织结构，如奥氏体、珠光体和渗碳体。
组织的形成会影响钢铁的力学性能和耐腐蚀性能。
3.镁合金：镁合金具有低密度、高比强度和良好的综合性能，被广泛应用于航空航天、汽车和电子行业。
镁合金的结晶过程和组织与铝合金类似，也是通过凝固和固溶处理来调控。
在凝固过程中，镁合金中的镁元素会首先形成α-Mg相，然后通过固溶处理形成其他相。
由于镁元素的活性较大，镁合金的固溶处理温度较低。
在固溶处理过程中，其他合金元素会溶解在镁基体中，形成固溶体。
合金中的其他元素也可以形成沉淀相，进一步增强合金的强度和硬度。
4.铜合金：铜合金是由铜和其他合金元素构成的合金，具有优异的导电性能和耐腐蚀性能。
铜合金的结晶过程和组织取决于合金中的成分。
一般来说，铜合金可以通过固溶处理和沉淀硬化来调控。
在固溶处理过程中，合金中的合金元素会溶解在铜基体中，形成固溶体。
通过合适的热处理工艺，可以使合金中的合金元素形成沉淀相，从而增加合金的硬度。
钛合金的四种基本显微组织
钛合金的四种基本显微组织钛合金是一种具有优异性能的金属材料，广泛应用于航空航天、医疗器械、化工等领域。
其性能的突出之处在于其独特的显微组织。
钛合金的显微组织可以分为四种基本类型：α相、β相、α + β相和ω相。
下面将详细介绍这四种显微组织的特点。
第一种是α相。
α相是指纯钛晶体结构，在显微镜下呈现出银白色的球状晶粒。
它具有高度的塑性和可锻性，是钛合金中最主要的相态组织。
在低合金度的钛合金中，α相可以占据相当比例的晶粒。
此外，α相的存在可以提高合金的耐腐蚀性和延展性。
第二种是β相。
β相具有典型的钛合金晶体结构，在显微镜下呈现出具有棱柱形状的晶粒。
与α相相比，β相的硬度和强度较高，而韧性和延展性较差。
β相在高合金度的钛合金中常常占据主导地位，可以显著提高合金的强度和硬度。
第三种是α + β相。
α + β相是指同时存在α相和β相的显微组织。
在合金经过适当的加热处理后，α相和β相可以共存于同一块材料中。
α + β相的钛合金具有较好的综合性能，既具备了α相的优异可锻性和延展性，又保留了β相的高强度和硬度。
第四种是ω相。
ω相是钛合金中一种特殊的显微组织，主要存在于高应力和高温条件下。
它具有一种典型的双层锯齿形结构，呈现出黑色或深灰色的颜色。
ω相通常会降低钛合金的机械性能和耐蚀性能，因此应尽量避免其生成。
综上所述，钛合金的四种基本显微组织分别是α相、β相、α+ β相和ω相。
每种组织都具有独特的特点和应用领域。
了解和控制这些显微组织，可以根据具体的工程要求调整钛合金的性能，以提高其应用效果。
第一种显微组织是α相。
α相能够提供钛合金良好的塑性和可锻性。
在纯钛中，α相是唯一的组织形态。
在α相中，晶体结构是六方最紧密堆积，呈球状晶粒分布。
这种结构的特点决定了α相的优异性能。
α相的存在可以提高钛合金的延展性，使其具有出色的弯曲和拉伸性能。
同时，α相还能够提高钛合金的耐腐蚀性能，使其在各种恶劣环境下具有良好的耐候性。
第二种显微组织是β相。
合金的结构
组成机械混合物的物质可能是纯组元、固溶体或者是化合物 各自的混合物，也可以是它们之间的混合物。
绝大多数工业用合金都是混合物，它们的性能决定于组成混 合物各部分的性能和组成比例，以及它们的形态、大小和分 布。
一般机械混合物比单一固溶体合金有更高的强度和硬度，但 其塑性和锻造性低于单一固溶体合金。
体。
黄铜置换固溶体组织
② 间隙固溶体 溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。
③ 固溶体的性能 随溶质含量增加, 固溶体的强度、硬度增加, 塑性、韧 性下降—固溶强化。 产生固溶强化的原因是溶质原子使晶格发生畸变及对 位错的钉扎作用。
与纯金属相比，固溶体 的强度、硬度高，塑性、 韧性低。但与化合物相 比，其硬度要低得多， 而塑性和韧性则要高得 多。
由一个相组成的，合金的组织可以是一个相或多个相组成。
所谓相是指金属或合金中凡 单相 合金 成分相同、结构相同，并与 其它部分有界面分开的均匀 组成部分。
显微组织实质上是指在显微 镜下观察到的金属中各相或 各晶粒的形态、数量、大小 和分布的组合。
两相 合金
பைடு நூலகம்
（二）合金的基本组成物
合金的结构是由合金内组元在结晶时的相互作用决定的，比纯 金属的结构复杂的多。两种或两种以上的组元相互作用可 以形成三种基本组成物：
1、固溶体 固溶体就是在固态下两种或两种以上的物质互相溶解构成的单
一均匀的物质。
例如：铜镍合金就是以铜(溶剂)和镍(溶质)形成的固溶体，固 溶体具有与溶剂金属同样的晶体结构。碳及许多元素的原 子能够溶解于铁，铁是溶剂，碳或其他元素是溶质。
※溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型
2钛及钛合金典型组织
3Ti合金组织观察
近α -Ti合金:Ti-6Al-5Zr-0.5Mo-0.3Si
工艺： 1050°C，1h，油淬 600°C，24h，时效.
组织：转变β相和 初始β晶界
浸蚀剂---氢氟酸:硝酸:水=1:1:7;
金相明场 320×; 金相相衬 320×; 电镜明场 5000×;
2.3 TC4,典型组织介绍 Ti-6Al-4V的六种组织状态
等轴α +晶间β
等轴+针状 α +晶间β 等轴α +针状 α( 转变态β)
少量等轴α +针状 α+ β( 转变态β)
片状α( 转变态β)+ β 初 片状α( 转变态β)+ β +
金相明场500×;
电镜明场20000×
浸蚀液: 氢氟酸 : 硝酸 : 水 = 1 : 1 : 3
TB2,800℃/30分 AC+500℃/8hr AC; 有弥散α相析出的β晶粒
金相明场 500×, 浸蚀㲸:氢氟酸:硝酸: 水=1:3:5;
金相偏光 500×, 浸蚀㲸:氢氟酸:硝酸: 水=1:12:18;
生β晶界α24
初生β晶界α
a 1050℃
b 1050℃
Ti-6Al-V合金的相转变图，MS:马氏体转 变 开 始 温 度 。 以 及 Ti-6Al-4V 合 金 从 1050℃、800℃和650℃炉冷和水淬后的 显微组织
c 800℃
d 800℃
e 650℃ 炉冷（50℃/h ）
f 650℃ 水淬
Ti-6Al-4V 1020℃/20min/WQ 马氏体组织+晶界初生β
合金的组织组成物及相组成物
合金的组织组成物及相组成物合金是由两种或多种金属元素以及非金属元素组成的固态材料，具有优异的物理和化学性能。
合金的组织组成物和相组成物对其性能起着决定性的影响。
合金的组织组成物主要包括金属元素、非金属元素和晶粒等。
金属元素是构成合金的主要组成部分，不同金属元素的含量和比例决定了合金的性质。
例如，铁碳合金中铁是主要金属元素，碳则是合金中的非金属元素。
晶粒是合金中的晶体结构，其大小和形状可能会影响合金的强度、硬度和韧性等性能。
相组成物是指在合金中存在的不同相的组合。
相是具有一定化学组成和晶体结构的物质区域，其存在形式可以是晶体、非晶态或固溶体等。
合金中的相组成物会影响合金的力学性能、导电性能、耐腐蚀性能等。
例如，钢中的相包括奥氏体、铁素体、珠光体等，不同相的比例和分布可以改变钢的硬度、强度和耐腐蚀性。
合金的组织组成物和相组成物对合金性能的影响是多方面的。
首先，金属元素的含量和比例决定了合金的化学成分，从而影响了合金的性质。
例如，不同含碳量的钢具有不同的硬度和强度。
其次，合金中的晶粒大小和形状会影响合金的力学性能。
细小的晶粒有助于提高合金的强度和硬度。
再次，合金中不同相的存在形式和分布会对合金的性能产生重要影响。
不同相之间的界面能够阻碍位错滑移，从而增加合金的强度。
合金的组织组成物和相组成物可以通过不同的加工工艺和热处理方式进行调控和改变。
例如，通过控制合金的冷却速度和热处理温度，可以改变合金中相的比例和分布，从而调整合金的性能。
此外，合金的组织组成物和相组成物还可以通过添加合金元素、合金化处理等方式进行改变。
合金的组织组成物和相组成物对合金的性能具有重要影响。
合金的组织组成物主要包括金属元素、非金属元素和晶粒等，而相组成物则是指合金中存在的不同相的组合。
通过调控和改变合金的组织组成物和相组成物，可以实现对合金性能的调整和优化。
了解合金的组织组成物和相组成物对于合金的设计和应用具有重要意义。
金属材料组织和性能之间的关系
金属材料组织和性能之间的关系金属材料是工程领域中常用的一种材料类型，具有优良的机械性能和工艺性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
金属材料的性能与其组织密切相关，不同的金属组织会对材料的性能产生不同的影响。
本文将从金属材料的组织和性能之间的关系进行探讨，希望能够对读者有所帮助。
一、金属材料的组织类型金属材料的组织可以分为晶粒组织、晶间组织和析出物组织等几种类型。
1. 晶粒组织晶粒是金属材料的最基本结构单元，晶粒组织是由相同晶格方向的晶粒所构成的。
晶粒的大小和形状对金属材料的性能影响很大，通常情况下，晶粒越小材料的强度和韧性就越高。
晶粒的形状也会影响材料的加工性能和抗蠕变性能。
2. 晶间组织晶间组织是晶粒间的结合部分，包括晶粒边界、晶粒内部和晶粒角点。
晶间组织对材料的变形、断裂和晶粒长大过程有很大影响，晶间组织稳定性的差异会导致材料的晶粒长大速率不同，从而影响材料的性能。
3. 析出物组织在金属材料中，随着合金元素的固溶度降低和温度条件变化，固溶体中的溶质元素会析出成颗粒状、纤维状或板状的固溶物。
析出物对金属材料的硬度、强度和耐热性能有很大影响，因此控制析出物的形态和分布对于改善金属材料的性能至关重要。
二、金属材料的性能与组织的关系金属材料的性能与其组织之间存在着密切的关系，各种组织因素对金属材料的性能有着不同的影响。
1. 强度和硬度晶粒的尺寸和形状对材料的强度和硬度有着直接的影响。
一般来说，晶粒越小，材料的强度和硬度就越高。
这是由于小晶粒的位错堆积障碍作用更加有效，使得材料的位移阻力增大，从而提高了材料的强度和硬度。
析出物的形态和分布也对材料的硬度和强度有显著的影响。
良好的析出物组织能够有效地阻碍位错的移动和增殖，从而提高材料的强度和硬度。
2. 塑性金属材料的塑性主要取决于晶间组织的稳定性和变形机制。
晶间组织稳定性差的材料，易发生显著的晶粒长大，从而使材料的屈服点和抗变形能力减弱。
而晶间组织稳定性好的材料，能够有效地抑制晶粒的长大，使其具有较好的变形能力。
金属材料铁碳合金教案
一、教学目的：1、了解合金的概念及组织的基本类型。
2、掌握铁碳合金的基本组织、性能及符号。
3、了解简化的Fe—Fe3C相图中特性点、特性线的含义及组织的分布情况。
4、了解相图的应用。
5、了解碳素钢的分类、牌号、性能及用途。
二、重点和难点1、重点：铁碳合金的基本组织、性能及符号。
2、难点：铁碳合金相图及典型组织的结晶过程分析。
§3－1 合金及其组织1、组元：组成合金的最基本的独立物质，按组成元素的种类分为二元合金、三元合金和多元合金。
例：碳素钢由Fe、C、Si、Mn、S、P组成，称铁碳合金, 多元合金；；黄铜由Cu、Zn组成，称二元合金；铝由Al、Cu、Mg组成，称三元合金。
2、相：合金中成分、结构及性能相同的组成部分为相，相与相之间以界面分开，固态相有统一的晶格类型，是组元间的关系。
3、组织：数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成合金组织，是相之间的关系。
组织不同,性能不同。
液相:无晶格单相组织固溶体固相单晶格金属化合物多相组织：混合物（多种晶格）单相组织：一种晶格单晶体：一个晶粒一、合金的基本概念1、液相组织：液态时，合金的组元相互溶解，形成均匀的液溶体。
2、固相组织：固态时，由于合金各组元之间相互作用不同，原子结合力不同，可出现固溶体、金属化合物、机械混合物。
二、合金的组织1、固溶体定义：一种组元溶入另一组元的晶格中形成的均匀固相。
属性：单相组织，显微镜下可观察到晶界。
溶剂：基体组元，保持自身晶格类型，溶解其它组元。
溶质：溶入溶剂的组元，自身晶格消失。
例如：铁碳合金中铁为溶剂，碳为溶质。
分类：间隙固溶体(有限) 按溶质与溶剂原子相对位置分：置换固溶体(无限)有限固溶体 按溶解度分：无限固溶体间隙固溶体—溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。
由于溶剂晶格的间隙尺寸很小，故溶质原子半径小于1埃，且形成有限固溶体。
例如：铁碳合金。
置换固溶体—溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。
合金组织常见基本类型
合金组织常见基本类型
合金组织常见的基本类型主要包括以下几种：
1. 铸造合金：多种金属通过熔融混合后，倒入模具中进行冷却凝固而形成的一种合金。
常见的铸造合金有铁铸件、铝铸件、铜铸件等。
2. 粉末冶金合金：通过将金属或合金原料粉末混合，并按一定的比例和工艺条件，利用压制、烧结等工艺制备出的合金材料。
常见的粉末冶金合金有钢粉末冶金件、钛合金粉末冶金件等。
3. 变形合金：通过对金属进行锻造、轧制、拉伸等力的作用，使其形状和性能发生变化而形成的合金。
常见的变形合金有高速钢、不锈钢、铝合金等。
4. 焊接合金：通过焊接技术将两种或多种金属材料拼接起来形成的合金。
常见的焊接合金有焊接钢材、焊接铝材、焊接铜材等。
5. 钎焊合金：通过钎焊技术将金属材料与较低熔点的合金焊料连接起来形成的合金。
常见的钎焊合金有银焊料、铝焊料、黄铜焊料等。
6. 热处理合金：通过热处理工艺对金属进行加热或冷却处理，改变其组织结构和性能而形成的合金。
常见的热处理合金有时效硬化铝合金、奥氏体不锈钢等。
7. 复合材料：将两种或多种不同材料通过化学结合或物理结合的方式组合在一起，形成具有新的性能和用途的合金。
常见的复合材料有金属基复合材料、聚合物基复合材料等。
铁碳合金的基本组织类型
铁碳合金的基本组织类型铁碳合金是指铁作为主要成分的合金，其中碳作为主要合金元素，铁碳合金的基本组织类型包括珠光体、贝氏体和马氏体三种。
1.珠光体珠光体是一种铁碳合金的基本组织类型，其含有0.023%至0.8%不等的碳，同时含有一定数量的铁和其他合金元素。
珠光体是在370-550摄氏度范围内，由过冷的铁和碳混合物均匀冷却而成的。
珠光体主要由胞状铁和薄片状铁构成，其中铁的形态取决于碳含量和冷却速率。
珠光体具有良好的塑性和韧性，是一种重要的材料组织类型。
在钢铁工业中，珠光体通常用于淬火后的钢材中。
2.贝氏体贝氏体是铁碳合金的另一种主要组织类型，主要由铁和碳构成，但不同于珠光体，贝氏体在较高温度下形成。
贝氏体的形态取决于碳含量和冷却速率，较低的碳含量会导致贝氏体片状细小，而较高的碳含量则会导致贝氏体片状更加粗大。
贝氏体除了铁和碳之外，还经常含有其他合金元素，如铬、镍和钼等。
贝氏体具有高硬度和高抗磨性，是一种重要的工程材料组织类型。
3.马氏体马氏体是铁碳合金的第三种组织类型，也是铁碳合金中的最硬组织，同时具有高韧性和高弹性。
马氏体主要由铁和碳构成，其中碳含量较高，约为0.2%至2.1%不等。
马氏体是在600摄氏度左右的高温下形成的，因此也被称为淬火钢。
与贝氏体相比，马氏体更为脆性，因此通常需要进行加工和改良，例如将其加热至较高温度，然后快速冷却等。
总之，铁碳合金的基本组织类型包括珠光体、贝氏体和马氏体三种。
这些组织类型都有各自的特点和用途，而其形态和性质取决于碳含量、冷却速率以及其他合金元素等因素。
由于铁碳合金是工业领域的基本材料之一，因此了解这些组织类型的特点和用途对于钢铁工业和其他相关行业的发展都有着重要的意义。
合金组织常见基本类型
合金组织常见基本类型合金组织是一种由两种或更多金属或非金属元素组成的材料。
这些元素通过物理或化学方法结合在一起，形成了新的材料，具有独特的性能和用途。
合金组织种类繁多，常见的基本类型包括以下几种：1. 合固溶体型合金组织：合固溶体型合金是由两种或更多金属元素组成，通过固溶体的形式混合在一起。
其中一种金属是主要的溶质，而其他金属是溶剂。
这种合金组织具有均匀的结构，可以提高材料的强度和硬度。
2. 间质溶质型合金组织：间质溶质型合金是由金属元素和非金属元素（间质元素）组成的。
在这种合金中，间质元素通过溶解在金属晶格中，改变晶格结构和性能。
这种合金组织可以提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
3. 相变型合金组织：相变型合金是由两种或更多金属元素组成，通过相变的方式改变组织结构和性能。
这些相变包括固态相变（如时效硬化）和液态相变（如淬火）。
相变型合金组织具有优异的热处理性能和可调性，广泛应用于高温、高压和高强度领域。
4. 亚稳型合金组织：亚稳型合金是指具有非平衡结构和性能的合金组织。
这种合金通过控制制备条件，利用物理或化学方法使材料呈现亚稳状态。
亚稳型合金常用于高性能材料、储氢材料和电子器件等领域。
合金组织的选择和设计对材料的性能至关重要。
通过选择适当的合金组织，可以改善材料的力学性能、热学性能、耐腐蚀性等方面的特性。
同时，合金组织还可以影响材料的可加工性和可靠性。
在合金组织的研究和设计中，需要综合考虑合金元素的成分、比例、热处理工艺以及材料的使用环境和要求等因素。
通过合金组织的巧妙设计和调控，可以实现材料性能的最大化和优化，推动相关工业领域的发展和进步。
总之，合金组织是材料科学和工程领域的重要研究方向之一。
通过深入了解合金组织的种类和特性，可以为合金材料的开发和应用提供有力的指导，促进材料技术的进步和创新。
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A 、课题：合金及组织类型
B 、课型：新授课
C 、教具：
D 、备课时间：10.17
E 、使用时间：10.26
F 、教学目标：
⎩⎨⎧种类、组成及性能。
、掌握合金组织类型的
等概念。
、掌握合金、组元、相21 G 、重难点：合金的认识、组织类型。
突破方法：通过列举生活中的例子，帮助理解合金的知识。
H 、教学方法：讲授法
学法指导：认真听好生活中的例子，积极理解，加深记忆。
I 、自主探究：认真学习合金的各概念，在理解中区分它们的区别，找出联系。
教学过程及内容：
<一>组织教学：安顿秩序、查点人数
<二>复习提问及导入：
⎪⎩
⎪⎨⎧。
、简述纯铁的冷却过程、同素异晶体？
、同素异构转变？
321 <三>讲授新课：
1、合金：
一种金属元素与其它金属元素或非金属元素，通过熔炼或其它方法结合成的具有金属特性的物质。
2、组元：
组成合金的最基本的独立物质。
3、相：
合金中具有相同的成分、结构及性能的组成部分。
4、合金的组织类型⎪⎩
⎪⎨⎧、混合物、金属化合物、固溶体
321
1）固溶体：合金中的一组元的原子溶入另一组元的晶格中形成的均匀固相。
①晶格：与溶剂的晶格相同
②性能：取决于溶质的含量
③分类：⎩⎨⎧置换固溶体间隙固溶体
④固溶强化：通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象。
2）金属化合物：合金组元之间发生相互作用而形成的一种具有金属特性的物质。
①晶格：不同于任一组元
②性能：熔点高、硬度高、脆性大。
3）混合物：两种或两种以上的相，按一定的质量百分数组成的物质。
①晶格：各组元仍保持自己原来的晶格。
②性能：取决于各组成相的性能，是各组成相性能的平均值。
<四>学生看书、练习：
1、根据构成合金元素之间相互作用不同，合金组织可分为_____ 、
_____ 、混和物三种类型。
2．合金中一组元溶解其它组元，或组元之间相互溶解而形成的一种均匀固相称为_____ 。
3．根据溶质原子在溶剂中所占位置不同，固溶体可分为_____和_____ 两种。
4．溶质原子置换了溶剂晶体中某些结点位置上的溶剂原子而形成的固溶体，称为
_____ 。
5．固溶强化能提高合金抵抗塑性变形的能力，使合金的强度、硬度_____ 而塑性_____ 。
6．合金组之间发生相互作用形成一种具有金属特性的物质称为_____。
7．金属化合物的性能特点是_____ 、_____和脆性大。
8．_____ 是合金的成分，温度和组织之间关系的一个简明图表。
9、凡使金属强度、硬度升高的现象都称为固溶强化。
（）
10、凡两种或两种以上的元素化合成的物质都称为合金。
（）
11、固溶强化是提高金属材料力学性能的重要途径之一。
（）
12、组成合金的最基本的独立物质为_____。
A．相 B。
组元 C。
组织
13、合金固溶强化的基本原因是（）。
A.晶体类型发生了改变
B.晶粒变细
C.晶体发生畸变
<五>课堂小结：
本节一定要理解，在理解的基础上加深记忆。
<六>课后作业：
P37--1、3、4、5.
教后记：本节要注意着重理解，讲课时不能有关金属的例子，不易理解，而要多举生活中的例子来形象比喻，有助于帮助学生理解。