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1、 合金及其组织 （一）合金的基本概念 合金：是指由两种或两种以上的金属元素或金属与 非金属元素组成的、 具有金属特征的物质。如 钢、铸铁都是铁与碳组成的合金；黄铜是铜与锌 组成的合金；硬铝是铝、铜、镁组成的合金等。1、组元：组成合金的最基本的、独立的物质如普 通黄铜就是由铜和锌两种组元组成的 我们叫二元合金, 硬铝是由 铝,铜,镁 三组元组成的 我们就叫三 元合金.组元就是组成合金的元素. 二、合金的组织结构2 2、相（、相（phasephase）：）：体系内部物理和化学性质完全均匀的体系内部物理和化学性质完全均匀的 部分称为相。合金中成分、结构及性能相同的组成部分部分称为相。合金中成分、结构
2、及性能相同的组成部分 称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，体系称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，体系 中相的总数称为相数，用中相的总数称为相数，用P P表示。表示。气体：一般是一个相。气体：一般是一个相。液体：视其混溶程度而定，可有 液体：视其混溶程度而定，可有1 1、2 2、33个相。个相。固体：有几种物质就有几个相，如水泥生料。但如 固体：有几种物质就有几个相，如水泥生料。但如 果是固溶体和金属化合物时为一个相。果是固溶体和金属化合物时为一个相。区别：区别：相和组元相和组元不是一个概念，例如，同时存在水蒸不是一个概念，例如，同时存在水蒸 气、液态的水和冰的系统是三相系统，
3、尽管这个系统里气、液态的水和冰的系统是三相系统，尽管这个系统里 只有一个组分只有一个组分水。水。3、组织：合金中不同相之间互相组合配置的状态。 数量、大小和分布方式不同的相构成了合金不同 的组织。单相组织：单一相构成的组织。多相组织：不同相构成的组织。 （二）合金的组织根据合金中各组元的结合方式不同，可分为固溶 体、金属化合物和混合物。 1、固溶体：所谓固溶体是指溶质原子溶入金属溶剂 的晶格中所组成的合金相。两组元在液态下互溶 ，固态也相互溶解，且形成均匀一致的物质。形 成固溶体时，含量大者为溶剂，含量少者为溶质 ；溶剂的晶格即为固溶体的晶格。n 固溶体的分类按溶质原子在晶格中的位置不同可分为
4、置换固 溶体和间隙固溶体。1、置换固溶体 溶质原子占据溶剂晶格中的结 点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和 溶质原子直径相差不大，一般在15以内时，元 素周期表位置相近，易于形成置换固溶体。铜镍 二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格 的任意位置替代铜原子。2 2、间隙固溶体、间隙固溶体 溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成 的固溶体称间隙固溶体。间隙固溶体的溶剂是直径较的固溶体称间隙固溶体。间隙固溶体的溶剂是直径较 大的过渡族金属，而溶质是直径很小的碳、氢等非金大的过渡族金属，而溶质是直径很小的碳、氢等非金 属元素。其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比
5、属元素。其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比 必须小于必须小于0.590.59。如铁碳合金中，铁和碳所形成的固溶体。如铁碳合金中，铁和碳所形成的固溶体 铁素体和奥氏体，皆为间隙固溶体。铁素体和奥氏体，皆为间隙固溶体。另外，按溶质元素在固溶体中的另外，按溶质元素在固溶体中的溶解度溶解度，可分为，可分为 有限固溶体和无限固溶体。但只有置换固溶体有可能有限固溶体和无限固溶体。但只有置换固溶体有可能 成为无限固溶体。溶解度跟温度有关，温度越高，溶成为无限固溶体。溶解度跟温度有关，温度越高，溶 解度越大。解度越大。n固溶体的性能当溶质元素含量很少时，固溶体性能与溶剂 金属性能基本相同。但随溶质元素含量
6、的增多， 会使金属的强度和硬度升高，而塑性和韧性有所 下降，这种现象称为固溶强化。置换固溶体和间 隙固溶体都会产生固溶强化现象。适当控制溶质含量，可明显提高强度和硬度 ，同时仍能保证足够高的塑性和韧性，所以说固 溶体一般具有较好的综合力学性能。因此要求有 综合力学性能的结构材料，几乎都以固溶体作为 基本相。这就是固溶强化成为一种重要强化方法 ，在工业生产中得以广泛应用的原因。注：形变强化、固溶强化、热处理都是强化金属 的手段。n金属化合物合金组元件发生相互作用而形成一种具有金属特 性的物质称为金属化合物。金属化合物的组成一般 可用化学式表示。金属化合物的晶格类型不同于任 一组元，一般具有复杂的晶格结构。其性能特点是 熔点高、硬度高、脆性大和良好的化学稳定性。当 合金中出现金属化合物时，通常能提高合金的硬度 和耐磨性，但塑性和韧性会降低。金属化合物是许 多合金的重要组成相 。n混合物混合物是由两种或多种物质【由两种及两种以 上 纯物质(单质或化合物)】混合而成的。无固定组 成和性质，而其中的每种单质或化合物都保留着各 自原有的性质。混合物可以用物理方法将所含物质 加以分离。没有经化学合成而组成。属于多相组织 。
