运城学院：《材料科学基础》课程电子教案（PPT教学课件）第七章 二元系相图与合金的凝固 THE BINARY PHASE DIAGRAM（1/2）

第七章二元相图及合金的凝固 THE BINARY PHASE DIAGRAM 二元相图及其类型 复杂相图分析

第七章 二元相图及合金的凝固 THE BINARY PHASE DIAGRAM 二元相图及其类型 复杂相图分析

纯金属与合金的差别： 纯金属 由单一组元构成 合金 由两个或两个以上组元构成 组元之间的关系： 完全不互溶 独立存在 液态 部分互溶 有限固溶体 固态 完全互溶 无限固溶体 化合物

液态纯金属与液态合金： 整体、长时间原子无规则排列一长程无序 局部、短时间原子有规则排列一短程有序 一游动的原子团 液态合金结构特点 1)热运动激烈， 能量差异大，且不断变化，能量不均匀 能量起伏 2)原子团时聚时散，时大时小，此起彼伏 结构起伏 3)原子团内元素含量随热运动瞬息万变 是指液态合金中原子团的成分时起时伏的偏离着其 成分起伏 平均成分的现象

是指液态合金中原子团的成分时起时伏的偏离着其 平均成分的现象

相图 描述平衡条件下 组分、温度、压力、相之间关系 相间的转化规律

第一节 二元相图及其类型 THE BINARY PHASE DIAGRAM AND ITS TYPE 相图的基本知识 一元系相图 二元系相图 材料性能与相图的关系

第一节 二元相图及其类型 THE BINARY PHASE DIAGRAM AND ITS TYPE 相图的基本知识 一元系相图 二元系相图 材料性能与相图的关系

、相图的基本知识 1.基本概念 1)相 相一 phase,结构相同、性质相同、聚集 状态相同的均匀体 相— 结构相同、聚集状态（成分)相同、 性质基本相同（连续变化、无突变）的均匀体 组元一 Component,,组成材料的最基本的、独 立的物质.可以是纯元素，也可以是稳 定的化合物

组元 — Component,组成材料的最基本的、独 立的物质. 可以是纯元素, 也可以是稳 定的化合物。 一、相图的基本知识 相——phase，结构相同、性质相同、聚集 状态相同的均匀体 1. 基本概念 相——结构相同、聚集状态（成分）相同、 性质基本相同（连续变化、无突变）的均匀体 1）相

2)相平衡 一热力学平衡状态 定义： 系统中不同的相，长期共存而不相互转化。 各相的温度相等（热量平衡） 条件： 各相的压力相等（机械平衡） 每一组元在各相中化学位相同（化学平衡） 特点 动态平衡一一两相间原子转移速度相等

2）相平衡

3.相率 定义： 描述材料在不同平衡条件下，系统的组元数、相数和自由 度之间关系的法则。 吉布斯(Gibbs)相律： f=c-p+1 描述平衡系统中独立可变因素：自由度 ∫：自由度 c:组元数p:相数 使 只适用于热力学平衡状态。 只表明体系中组元和相的数目，不能指明组元或相的类型与含量。 限制 ◆相律不能预告反应动力学（路径、方式、速度）。 ◆自由度的值不得小与零

3. 相率

4.相变 定义： 相与相之间的转变 结构、聚集状态（成分）、性质中，至少一个发生突变 条件：热力学条件 一相变反应可能性 向体系能量降低的方向进行 驱动力 动力学条件 相变反应路径、方式、速度 以阻力最小的路径、方式进行

4. 相变

5.组织 组织：合金中所观察到的具有一定形貌特征的区域， 有宏观和微观之分，如晶粒大小，相的含量、分布、 形态等特征。 组织由相组成，可分为单相、双相甚至多相组织。同 一种相可以有不同的形貌，是不同的组织。组织变化 (相不变)对金属性能有很大的影响

组织：合金中所观察到的具有一定形貌特征的区域， 有宏观和微观之分，如晶粒大小，相的含量、分布、 形态等特征。 组织由相组成，可分为单相、双相甚至多相组织。同 一种相可以有不同的形貌，是不同的组织。组织变化 （相不变）对金属性能有很大的影响。 5. 组织