第五节 相图与性能的关系
合金的性能取决于它的成分和组织，相图则可反映不同成分的合金在室温时的平衡组织。因此具有平衡组织的合金的性能与相图之间存在着一定的对应关系。这可以作为配制合金、选择材料和制定工艺的参考。
一、合金的使用性能与相图的关系
固溶体合金的物理性能和力学性能与合金成分之间呈曲线关系，如图3-8(a)所示。固溶体合金随着溶质含量的增加，晶格畸变越大，则合金的强度、硬度、电阻率也随之增大，而电阻温度系却随之减小。在一定成分下，它们分别达到最大值或最小值。固溶体合金同时具有较高的塑性和韧性，故形成的单相固溶体合金具有较好的综合力学性能。但在一般情况下，固溶强化对强度与硬度的提高有限，还不能完全满足工程结构对材料性能的要求。
而两相混合物合金的力学性能和物理性能与成分主要呈直线变化关系，但某些对组织形态敏感的性能还要受到组织细密程度等组织形态的影响。
二、合金的工艺性能与相图的关系
图3-9为合金的铸造性能与相图的关系。由图可见，纯组元和共晶成分的流动性最好，缩孔集中，铸造性能好。合金的铸造性能取决于结晶区间的大小，这是因为结晶区间越大，就意味着相图中液相线与固相线之间的距离越大，合金结晶时的温度范围也越大，这使得形成枝晶偏析的倾向增大，同时容易使先结晶的枝晶阻碍未结晶的液体的流动，而降低其流动性，增多分散缩孔，因此铸造性能差。反之结晶区间小，则铸造性能好。所以，铸造合金常选共晶或接近共晶的成分。
单相合金的变形抗力小，不易开裂，有较好的塑性，故压力加工性能好。当合金中出现第二相，特别是存在较多的很脆的化合物时，其压力加工性能更差。
单相合金的切削加工性能差，其原因是硬度低，容易粘刀，表现为不易断屑，表面粗糙度大等，而当合金为两相混合物时，切削加工性能得到改善。
(a) (b) (a) (b)
图3-8 合金的物理及力学性能与相图的关系 图3-9 合金的铸造性能与相图的关系
