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三、合金的晶体结构 （一）合金的基本概念 合金：由两种或两种以上的金属元素（或金属与非金属 元素）组成的，具有金属特性的物质。 组元 合金系 相 组织 （二）合金的相结构 固态下的相结构：固溶体、金属化合物。 1.固溶体 合金在固态下，组元间能相互溶解而形成的 均匀相。 固溶体的分类：置换固溶体和间隙固溶体。 化学工业出版社
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第二节 纯金属与合金的结晶
结晶：金属与合金由液态转变为固态晶体的过程中。 一、纯金属的结晶过程 （一）冷却曲线和过冷现象 纯金属的冷却曲线。 过冷现象：金属的实际结晶温度低于理论结晶温度 的现象。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差： △T＝T0－Tn
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二、纯金属的实际晶体结构 （一）多晶体结构 晶粒、晶界、显微组织 （二）晶体缺陷 分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。 1.点缺陷 空位和间隙原子 2.线缺陷 位错。 刃型位错 金属强度与位错密度的关系 3.面缺陷 晶界和亚晶界。 晶粒大小与金属力学性能之间的关系。
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三、合金性能与相图间的关系 （一）合金力学性能与相图的关系 （二）锻压性能与相图的关系 （三）合金铸造性能与相图的关系出版社
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②两平衡相相对量的确定 mL＋mα＝m mL· x1%＋mα· x2%＝m· x% 液、固两相的相对量
mL bc mL % 100% 100% m ba
m % m ca 100% 100% m ba
（4）枝晶偏析
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（1）置换固溶体 无限固溶体、有限固溶体。 （2）间隙固溶体 间隙固溶体都是有限固溶体。 形成间隙固溶体的条件：r溶质/r溶剂≤0.59。 固溶强化。 2.金属化合物 金属化合物的晶格类型和性能完全 不同于任一组元。 金属化合物的性能：高熔点、硬度和稳定性，但脆 性较大。 弥散强化。
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（2）典型Pb-Sn合金的冷却过程分析 ①合金Ⅰ（E、D点之间的合金） 二次β（或次生β相），用βⅡ表示。 合金冷却到室温时的组织为α＋βⅡ。 成分位于F~G点之间的合金，室温的组织为β＋αⅡ。 ②合金Ⅱ（C点的合金） 共晶合金， 室温组织为（α＋β）共晶体。 ③合金Ⅲ（C、E点之间的合金） 亚共晶合金 室温组织为α初生＋βⅡ+（α＋β）。 ④合金Ⅳ（C、F点之间的合金） 过共晶合金 室温的组织为β初生＋αⅡ＋（α＋β）。 （3）合金的相组分与组织组分
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（三）二元合金相图的基本类型及应用 二元匀晶相图和二元共晶相图。 1.二元匀晶相图 二元合金系中，两组元在液态和固态下均可以任何比例相 互溶解所构成的合金相图。
（1）相图分析 （2）合金冷却过程分析
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（3）杠杆定律 作用 确定任一成分的合金在某一温度下，两个平衡相 的化学成分和每个的相对量。 ①两平衡相成分的确定
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二、合金的结晶与二元合金相图 合金相图：表示在平衡状态下（缓慢冷却或缓慢加 热条件下），合金的组成相、温度、成分三者之间关系 的图形。又称为合金平衡图或合金状态图。 （一）合金的结晶 合金的冷却曲线 （二）二元合金相图 1.二元合金相图的表示方法 2.二元合金相图的建立
2.二元共晶相图 凡是在二元合金系中两组元在液态能 完全互溶，而固态下相互有限溶解或是不溶，并发生共 晶转变的相图。如Pb-Sn、Pb-Sb、Al-Si、Au-Cu等。 （1）相图分析 Pb-Sn二元共晶合金相图。 特性点、特性线 共晶转变：在一定温度 下，由一定成分的液相 同时结晶出两种成分不 同固相的转变。
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（三）金属中常见的晶格类型 1.体心立方晶格 a=b=c，α=β=γ=90°， 体心立方晶格结构的金属α-Fe、Cr、W、Mo、V等。 2.面心立方晶格 a=b=c，α=β=γ=90°， 面心立方晶格的金属有γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、 Ag、Pb等。 3.密排六方晶格 a=b≠c，α=β=90°，γ=120°， 密排六方晶格的金属有Mg、Zn、Cd、Be等。 致密度：体心立方晶格的致密度为68％；面心立方 晶格和密排六方晶格的致密度均为74％。
第一节 纯金属与合金的晶体结构 一、纯金属的晶体结构 晶体与非晶体。 晶体：指在其内部原子按一定几何规律作有规则的周 期性排列的物质。各向异性。 非晶体：内部的原子是无规则地堆积在一起。各向同 性。 （一）晶格 晶格：用以描述原子在晶体中排 列形式的空间格架 （二）晶胞 晶胞：能够完全反映晶格结 构特征的最小的几何单元。
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（二）纯金属的结晶过程 纯金属的结晶过程：晶核的不断形成和长大的过程。 枝晶 （三）金属晶粒大小与控制 金属晶粒的大小对常温下金属的强度、塑性和韧性的 影响。 影响金属结晶后晶粒的大小的因素：形核率N和长大速 率G 。 在工业生产中，常采用以下方法： 1.增大过冷度 2.变质处理 3.附加振动