第五章材料热力学与相图 5.1概述 5.2相图建立的基本方法 5.3二元相图的基本类型和分析 5.4相图与合金性能之间的关系 5.5铁碳合金相图 5.6相图热力学基础 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 2 5. 1 概述 5. 2 相图建立的基本方法 5. 3 二元相图的基本类型和分析 5. 4 相图与合金性能之间的关系 5. 5 铁碳合金相图 5. 6 相图热力学基础 第五章 材料热力学与相图
5.1概述 单质金属作为一种功能材料有特殊的应用。比如, 纯铜用作微电子器件的互连线,纯铁用作电磁离合器、 电磁间、继电器等磁性材料。 但是,单质金属的性能比较有限,若要改善综合 性能,需固溶改性,制成合金材料。比如,常见的碳 钢、合金钢、双相不锈钢等。 单质金属经固溶改性、制成合金后,平衡态下聚 集态的显微组织(四级结构),主要取决于温度、压力和 成分。显微组织对材料的力学性能有较大的影响 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 ● 单质金属作为一种功能材料有特殊的应用。比如， 纯铜用作微电子器件的互连线, 纯铁用作电磁离合器、 电磁阀、继电器等磁性材料。 但是，单质金属的性能比较有限，若要改善综合 性能，需固溶改性，制成合金材料。比如，常见的碳 钢、合金钢、双相不锈钢等。 单质金属经固溶改性、制成合金后，平衡态下聚 集态的显微组织(四级结构)，主要取决于温度、压力和 成分 。显微组织对材料的力学性能有较大的影响。 5.1 概述
UNIV 51概述 因此,了解相平衡的影响因素,对设计和开发合金 材料有重要的工程意义。 ●相( phase)是平衡态下具有相同的化学成分、晶体 结构、同一性质并以界面隔开的一种匀质材料。 相组元( component)可以是纯元素如单组元Fe, 也可以是化合物如a-A12O3。多组元组成的金属材料称 其为合金aloy),比如铁碳合金(Fe-Fe3C)。 ●材料性能是组元间相互作用的结果,是系统状态变 化及其相转变过程的一种宏观表现形式。 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 因此，了解相平衡的影响因素，对设计和开发合金 材料有重要的工程意义。 ● 相 (phase)是平衡态下具有相同的化学成分、晶体 结构、同一性质并以界面隔开的一种匀质材料。 相组元(component)可以是纯元素如单组元Fe， 也可以是化合物如α-Al2O3。多组元组成的金属材料称 其为合金(alloy)，比如铁碳合金（Fe-Fe3C）。 ● 材料性能是组元间相互作用的结果，是系统状态变 化及其相转变过程的一种宏观表现形式。 5.1 概述
5.2相图建立的基本方法 相图( Phase diagram) 相图表示在温度、压力、成分等任一组合下合金 的相组成及其相转变。图5-1是A、B二个组元组成的 合金随温度、成分而变化的相图。 L+ L+β a+β 图5-1二元合金相图 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 5 ● 相图 （Phase diagram） 相图表示在温度、压力、成分等任一组合下合金 的相组成及其相转变。图5-1是A、B二个组元组成的 合金随温度、成分而变化的相图。 图5-1 二元合金相图 5. 2 相图建立的基本方法 L α+β L+β L+α
5.2相图建立的基本方法 1.相图的作用 ●相图是用图解法描述材料在平衡态下相的状态及 转变与温度、压力、成分间的相互关系。 按组元数,相图可分为二元相图、三元相图、多 元相图等。 通过相图分析,可以获得一些重要信息 (1)材料在不同条件下相的组成及转变; (2)预测材料的基本性能及变化; (3)为新材料的设计和研发提供理论依据 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 6 1. 相图的作用 ● 相图是用图解法描述材料在平衡态下相的状态及 转变与温度、压力、成分间的相互关系。 按组元数，相图可分为二元相图、三元相图、多 元相图等。 通过相图分析，可以获得一些重要信息： (1) 材料在不同条件下相的组成及转变; (2) 预测材料的基本性能及变化; (3) 为新材料的设计和研发提供理论依据。 5. 2 相图建立的基本方法