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二元相圖的應用有哪些?

時間:2024/12/2閱讀:25
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二元相圖的應用有哪些?
  在常壓下,相圖是材料狀態(tài)與成分、溫度之間關系的圖解。所以,相圖反映了不同材料結晶的特點;相圖還可以看作一定溫度下材料的成分與其組織之間的關系,而材料的組織及其相對含量又與材料的性能密切相關。因此,相圖與材料的成分、材料性能之間存在一定的聯系。對于金屬材料,相圖是研究合金的重要工具,利用它可以大致判斷二元合金的組織、力學性能、熱處理工藝性、鑄造性能及其他性能等,為材料的選用及工藝制定提供依據。

1. 根據相圖判斷合金的力學性能和物理性能
合金的力學性能取決于合金的組織,而組織則由相圖直接作出判斷,因此,根據相圖
可以大致判斷出合金的力學性能。

  如圖所示,對于勻晶系固溶體的強度和硬度均高于純金屬,且隨著溶質組元含量的增加而增加。這種強化稱為固溶強化,是由于溶質原子擠入晶格中,使其周圍產生彈性應力場阻止位錯運動而引起的。固溶強化是提高合金強度的重要途徑之一。在工業(yè)生產中得到廣泛應用,例如低碳鋼中加入合金元素Mn、Si等就是利用固溶強化來提高金屬強度的。

  固溶體的塑性卻隨著溶質組元的增加而降低。固溶體的電導率隨溶質的增加而下降,而電阻隨溶質量的增加而增加。工業(yè)上常用wNi為50%的Cu-Ni 合金制造加熱元件及可變電阻器的材料。

  對于共晶系和包晶系,若形成兩相化合物,且混合物中兩相的大小及分布都比較均勻時,材料的性能是兩相的平均值,即性能與成分呈直線關系。當共晶組織十分細密,且在不平衡結晶時出現偽共晶,其強度和硬度在共晶成分附近偏離直線關系而出現峰值,如圖中虛線所示。

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