c1第三节 合金的相结构

1、 纯金属具有良好的导电导热性，但机械性能差，故工业上广泛应用的是合金材料。 例如： Fe: b=250MPa C: b =0 Fe-C合金(0.45%C) 态: b =610MPa性能工艺相材料组织加热、保温、冷却第三节 合金的相结构1两相组织P单相组织F2一、三个基本概念合金：一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。相: 是指合金中具有同一化学成分、同一结构和原子聚集状态，并以界面相互分开的、均匀的组成部分。组元：是构成合金的基本单元，大多数情况下是金属或非金属元素，但在研究范围内既不发生分解也不发生任何化学反应的稳定的化合物也可称为组元。根据组

2、成合金组元数目的多少，合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。 固态合金中的相结构可分为固溶体和金属间化合物两大类。3二、固溶体根据溶质原子在溶剂晶格种所处位置不同分：2. 间隙固溶体1. 置换固溶体 合金结晶时若组元相互溶解所形成固相的晶体结构与组成合金的某一组元相同，则这类固相称为固溶体。固溶体中含量较多的组元称为溶剂，含量较少的组元称为溶质，固溶体的晶格类型与溶剂组元的晶格类型相同。4（一） 置 换 固 溶 体溶质原子置换了部分溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。 形成置换固溶体时，溶质原子在溶剂晶格中的溶解度主要取决于两者的晶格类型、原子直径及它们在周期表中的位置。5（二） 间 隙

3、固 溶 体溶质原子分布于溶剂晶格间隙中而形成的固溶体。形成条件：溶质原子半径很小而溶剂晶格间隙较大,一般 r溶质/r溶剂0.59时，才能形成间隙固溶体。6间隙固溶体置换固溶体7（三） 固溶体的特性1、保持溶剂的晶格特征。2、溶质原子溶入导致固溶体的晶格畸变而使金属强度、硬 度提高即固溶强化，同时有较好的塑性和韧性。因 此常作为结构材料的基本相。 3、在物理性能方面，随溶质原子浓度的增加，固溶体的电 阻率下降，电阻升高，电阻温度系数减小。8三、化合物定义：合金组元间发生相互作用而形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元且具有金属特性的新相即为金属间化合物，或称中间相。性能：熔点高，硬度高，脆性大。

4、合金中一般作为强化相存在。分类（根据形成条件结构特点分）：正常价化合物、电子化合物和间隙化合物三种9组元间电负性相差较大，且形成的化合物严格遵守化合价规律，此类化合物称为正常价化合物。例如：Mg2Si、 Cu2Se、ZnS、AlP等。（一） 正常价化合物（二）电子化合物组元间形成化合物不遵守化合价规律，但符合一定电子浓度（化合物中价电子数于原子数之比），则此类化合物称为电子化合物。此类化合物在许多有色金属中作为重要的强化相。 10由过渡族元素与碳、氮、氢、硼等原子半径较小的非金属元素形成的化合物称为间隙化合物。 当非金属原子半径与金属原子半径之比小于0.59时，形成具有简单晶格的间隙化合物，称为间隙相。一些间隙相及晶格类型见表3-2。间隙相的熔点及硬度见表3-3。（三）间隙化合物1、间隙相11当非金属原子半径与金属原子半径之比大于0.59时，形成具有复杂结构的间隙化合物。钢中的Fe3C、Cr23C6、FeB、Fe4W2C、Cr7C3、Fe2B等均属于这类化合物。 间隙相与间隙化合物的晶体结构 2、 复杂结构的间隙化合物12（四）金属间化合物的特性高的熔点，高的化学稳定性，高的硬度和较大的室温脆性。当合金中出现金属间化合物时，通常能提高合