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)。
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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。