理论教育 合金的使用性能与相图间的关系探讨

合金的使用性能与相图间的关系探讨

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:相图与合金在平衡状态下的性能之间有一定的联系。合金塑性的变化规律与上述规律相反,合金的塑性值随着溶质浓度的增加而降低。图3.30合金的使用性能与相图的关系示意图固溶体的电导率随着溶质的增加而下降。这是由于随着溶质浓度的增加,晶格畸变增大,从而增加了合金中自由电子运动的阻力。共晶相图的端部均为固溶体,其成分与性能之间的关系同上。

合金的使用性能与相图间的关系探讨

相图与合金在平衡状态下的性能之间有一定的联系。图3.30所示为各类合金相图与合金力学性能及物理性能之间的关系。对于匀晶系合金而言,合金的性能与溶质的溶入量有关,溶质的溶入量越多,晶格畸变越大,合金的强度和硬度越高。若A、B两组元的强度大致相同,则合金的最高强度点应约在溶质浓度50%之处;若B组元的强度明显高于A组元,则其强度的最大值偏向B组元一侧。合金塑性的变化规律与上述规律相反,合金的塑性值随着溶质浓度的增加而降低。

图3.30 合金的使用性能与相图的关系示意图(www.daowen.com)

固溶体的电导率随着溶质的增加而下降。这是由于随着溶质浓度的增加,晶格畸变增大,从而增加了合金中自由电子运动的阻力。同理可以推测,热导率随合金成分的变化规律与电导率相同,而电阻的变化却与之相反。工业上常采用Ni成分为 50%的 Cu-Ni合金作为制造加热元件、测量仪表及可变电阻器的材料。

共晶相图的端部均为固溶体,其成分与性能之间的关系同上。相图的中间部分为两相混合物,在平衡状态下,当两相的大小和分布都比较均匀时,合金的性能大致是两相性能的算术平均值。例如硬度:HB=α%·HBα+β%·HBβ,即合金的力学性能和物理性能与成分之间的关系呈直线变化。

对组织较为敏感的某些性能(如强度、硬度等)与组成相或组织组成物的形态有很大关系。组成相或组织组成物越细密,其强度和硬度将偏离直线而出现峰值,如图3.30(b)、(c)中的虚线所示。具有包晶转变与共析转变的合金系也会形成两相混合物,其组织与性能的关系也具有上述规律;当形成化合物时,则在性能与成分曲线上的化合物成分处出现尖锐的极大值或极小值,如图3.30(c)所示。

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