第二章金属与合金的晶体结构第二节合金的晶体结构一、合金的基本概念二、合金的相结构（一）固溶体（二）金属化合物第二章金属与合金的晶体结构•1．合金•所谓合金，就是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素熔合在一起，形成具有金属特性的物质。例如，钢是由铁和碳组成的合金；普通黄铜是由铜和锌组成的合金。第二章金属与合金的晶体结构•2．组元•组成合金的独立的、最基本的单元称为组元，简称元。合金的组元通常是纯元素，但也可以是在所研究的范围内既不分解也不发生任何反应的稳定化合物。例如，普通黄铜的组元是铜和锌；铁碳合金中的Fe3C也可以视为一个组元。根据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。第二章金属与合金的晶体结构•3．合金系•由二个或二个以上的组元按不同的含量配制的一系列不同成分的合金，称为一个合金系，简称系。如Cu－Zn系、Pb-Sn系、Fe－C系等。•第二章金属与合金的晶体结构•4．相•合金中凡是结构、成分和性能相同并且与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相。•液态物质称为液相，固态物质称为固相。在固态下，物质可以是单相的，也可以是多相的。金属与合金的一种相在一定条件下可以变为另一种相，叫做相变。例如纯铜在熔点温度以上或以下，分别为液相或固相，而在熔点温度时则为液、固两相共存。第二章金属与合金的晶体结构•5、组织•用肉眼或借助显微镜观察到的具有某种形态特征的合金组成物。实质上它是一种或多种相按一定的方式相互结合所构成的整体的总称。它直接决定着合金的性能。只有一种相组成的组织为单相组织，有两种或两种以上相组成的组织为多相组织。第二章金属与合金的晶体结构•合金在由液态结晶为固态时，组元间会互相溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其它组元的新相，这种新相称为固溶体。晶格与固溶体相同的组元称为固溶体的溶剂，其它组元称为熔质。•根据溶质原子在溶剂晶格结点所占据的位置，可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两种基本类型。如图2-7所示第二章金属与合金的晶体结构•(1)置换固溶体•溶质原子占据了部分溶剂晶格的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。如图2-7a所示。•（2）间隙固溶体•溶质原子分布在溶剂晶格的间隙中形成的固溶体，叫做间隙固溶体。如图2-7b所示。第二章金属与合金的晶体结构•a）置换固溶体b）间隙固溶体•图2-7固溶体的两种基本类型第二章金属与合金的晶体结构•在合金相中，各组元的原子按一定的比例相互作用生成的晶格类型和性能完全不同于任一组元，并且有一定金属性质的新相，称为金属化合物。例如，钢中渗碳体（Fe3C）是铁原子和碳原子所组成的金属化合物，如图2-8所示。•性能：金属化合物的熔点高，性能硬而脆。第二章金属与合金的晶体结构•图2-8Fe3C的晶体结构第二章金属与合金的晶体结构习题•1.什么是固溶体？绘图说明固溶体的种类。•2.什么是固溶强化？•3.金属化合物的主要性能和特点是什么？以Fe3C为例说明之。
