合金的晶體結(jié)構(gòu)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上合金的晶體結(jié)構(gòu)合金是由兩種或兩種以上的金屬元素與非金屬組成的具有金屬特性的物質(zhì)。例如碳鋼是鐵和碳組成的合金。組成合金的最基本的、獨(dú)立的物質(zhì)稱為組元,簡稱為元。一般來說,組元就是組成合金的元素。例如銅和鋅就是黃銅的組元。有時(shí)穩(wěn)定的化合物也可以看作組元,例如鐵碳合金中的Fe3C就可以看作組元。通常,由兩個(gè)組元組成的合金稱為二元合金,由三個(gè)組元組成的合金稱為三元合金。相是指合金中成分、結(jié)構(gòu)均相同的組成部分,相與相之間具有明顯的界面。通常把合金中相的晶體結(jié)構(gòu)稱為相結(jié)構(gòu),而把在金相顯微鏡下觀察到的具有某種形態(tài)或形貌特征的組成部分總稱為組織。所以合金中的各種相是組成合金的基本單元

2、,而合金組織則是合金中各種相的綜合體。一種合金的力學(xué)性能不僅取決于它的化學(xué)成分,更取決于它的顯微組織。通過對金屬的熱處理可以在不改變其化學(xué)成分的前提下改變其顯微組織,從而達(dá)到調(diào)整金屬材料力學(xué)性能的目的。根據(jù)構(gòu)成合金的各組元之間相互作用的不同,固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)可分為固溶體和金屬化合物兩大類。1.固溶體合金在固態(tài)下,組元間仍能互相溶解而形成的均勻相,稱為固溶體。形成固溶體后,晶格保持不變的組元稱溶劑,晶格消失的組元稱溶質(zhì)。固溶體的晶格類型與溶劑組元相同。根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占據(jù)位置的不同,可將固溶體分為置換固溶體和間隙固溶體兩種。(1置換固溶體溶質(zhì)原子代替溶劑原子占據(jù)溶劑晶格中的某些結(jié)點(diǎn)位置

3、而形成的固溶體,稱為置換固溶體。置換固溶體可分為有限固溶體和無限固溶體兩類。形成置換固溶體時(shí),溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的溶解度主要取決于兩者晶格類型、原子直徑的差別和它們在周期表中的相互位置。(2間隙固溶體溶質(zhì)原子分布于溶劑的晶格間隙中所形成的固溶體稱為間隙固溶體。由于晶格間隙通常很小,所以都是由原子半徑較小的非金屬元素(如碳、氮、氫、硼、氧等溶入過渡族金屬中,形成間隙固溶體。(3固溶體的性能由于溶質(zhì)原子的溶入,固溶體發(fā)生晶格畸變,變形抗力增大,使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。它是強(qiáng)化金屬材料的重要途徑之一。2.金屬化合物金屬化合物是合金組元間發(fā)生相互作用而生成的一種新相,其晶格類型和性

4、能不同于其中任一組元,又因它具有一定的金屬性質(zhì),故稱金屬化合物。如碳鋼中的Fe3C、黃銅中的CuZn等。金屬化合物大致可分為正常化合物、電子化合物及間隙化合物。金屬化合物具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu),熔點(diǎn)較高,硬度高,而脆性大。當(dāng)它呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí),將使合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性明顯提高,這一現(xiàn)象稱為彌散強(qiáng)化。因此金屬化合物在合金中常作為強(qiáng)化相存在。它是許多合金鋼、非鐵金屬和硬質(zhì)合金的重要組成相。鋼的熱處理鋼的熱處理是指將鋼在固態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫和冷卻,以改變其內(nèi)部組織,從而獲得所需要性能的一種工藝方法。熱處理的目的是顯著提高鋼的力學(xué)性能,發(fā)揮鋼材的潛力,提高工件的使用性能和壽命。還可以

5、作為消除毛坯(如鑄件、鍛件等中缺陷,改善其工藝性能,為后續(xù)工序作組織準(zhǔn)備。隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,熱處理作為改善和強(qiáng)化金屬材料、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省材料和提高經(jīng)濟(jì)效益等方面將發(fā)揮更大的作用。1.3 鋼的熱處理鋼的熱處理是指將鋼在固態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫和冷卻,以改變其內(nèi)部組織,從而獲得所需要性能的一種工藝方法。熱處理的目的是顯著提高鋼的力學(xué)性能,發(fā)揮鋼材的潛力,提高工件的使用性能和壽命。還可以作為消除毛坯(如鑄件、鍛件等中缺陷,改善其工藝性能,為后續(xù)工序作組織準(zhǔn)備。隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,熱處理作為改善和強(qiáng)化金屬材料、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省材料和提高經(jīng)濟(jì)效益等方面將發(fā)揮更大的作用。鋼的熱處理種類很多,根據(jù)加熱和冷卻方法不同,大致分類如下:熱處理:普通熱處理(退火、正火、淬火、回火和表面熱處理(表面淬火:火焰加熱和感應(yīng)加熱(高頻、中頻、低頻,化學(xué)熱處理(滲碳、氮化、碳氮共滲、其它。鋼在加熱是的組織轉(zhuǎn)變在Fe-Fe3C相圖中,共析鋼加熱超過PSK線(A1時(shí),其組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。亞共析鋼和過共析鋼必須加熱到GS線(A3和ES線(A cm以上才能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。相圖中的平衡臨界點(diǎn)A1、A3、A cm是碳鋼在極緩慢地加熱或冷卻情況下測定的。但在實(shí)際生產(chǎn)中,加熱和冷卻并不是及其緩慢的。加熱轉(zhuǎn)變在平衡臨界點(diǎn)以上進(jìn)行,冷卻轉(zhuǎn)變在平衡臨界點(diǎn)以下進(jìn)行。加