《金属学与热处理 Physical metallurgy and heat treatment》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 二元合金的相结构与结晶（3.1）合金的相结构

§3-1合金的相结构 合金的基本概念 1、合金:由两种或两种以上的金属元素或金属元素与 非金属元素组成的具有金属特性的物质。 2、组元:组成合金的最基本的、独立的物质 3、相:合金中具有同一聚集状态,成分和性能均一,并 以界面互相分开的组成部分。 4、组织:组成合金的各相成分、结构、形态、性能和 各相的组合形貌。 上一级

§3-1 合金的相结构 一、合金的基本概念 1、合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素与 非金属元素组成的具有金属特性的物质。 2、组元：组成合金的最基本的、独立的物质。 3、相：合金中具有同一聚集状态，成分和性能均一，并 以界面互相分开的组成部分。 4、组织：组成合金的各相成分、结构、形态、性能和 各相的组合形貌。 上一级

6二、合金的相结构 6()固溶体 6合金在固态下,组元间所能互相溶解而形成的 均匀相,固溶体的晶体结构与其中某一组元的晶 体结构相同。 固溶体的分类(按溶质原子在溶剂晶格中的位 置) a:间隙固溶体 b:置换固溶体 上一级

二、合金的相结构 ㈠ 固溶体 合金在固态下，组元间所能互相溶解而形成的 均匀相，固溶体的晶体结构与其中某一组元的晶 体结构相同。 固溶体的分类（按溶质原子在溶剂晶格中的位 置）： a: 间隙固溶体 b: 置换固溶体 上一级

畚1、间隙固溶体(图) 6(1)间隙固溶体的概念 (2)形成间隙固溶体的条件 6d用(d<0.59 原子尺寸较小的溶质元素有:C、N、B、H、O (3)FeC合金中的间隙固溶体 铁素体 6奥氏体 上一级

1、 间隙固溶体（图） ⑴ 间隙固溶体的概念 ⑵ 形成间隙固溶体的条件 d溶质∕d 溶剂＜0.59 原子尺寸较小的溶质元素有：C、N、B、H、O ⑶ Fe—C合金中的间隙固溶体 铁素体 奥氏体 上一级

2、置换固溶体图) (1)概念 (2)形成置换固溶体的条件 e(a)组元的晶体结构类型 6溶质与溶剂晶格结构相同则固溶度较大,反之较小。 6(b)原子尺寸因素 6溶剂原子半径r与溶质原子半径rB的相对差(rAr)/ rA不超过14%-15%,有利于大量固溶,反之固溶度 非常有限。 上一级

2、 置换固溶体(图） ⑴概念 ⑵形成置换固溶体的条件 (a)组元的晶体结构类型 溶质与溶剂晶格结构相同则固溶度较大，反之较小。 (b)原子尺寸因素 溶剂原子半径rA与溶质原子半径rB的相对差(rA-rB )／ rA不超过14％~15％，有利于大量固溶，反之固溶度 非常有限。 上一级

命(c)电负性因素 两元素的电负性相差越大,化学亲和力越强,则 倾向于形成化合物。 (d)电子浓度因素 电子浓度定义为合金中价电子数目与原子数目的 比值。 价电子数 原子数×100 上一级

(c)电负性因素 两元素的电负性相差越大，化学亲和力越强，则 倾向于形成化合物。 (d)电子浓度因素 电子浓度定义为合金中价电子数目与原子数目的 比值。 上一级

3、固溶强化 溶质溶于溶剂后形成固溶体,溶剂金属的强度 硬度增加,塑性、韧性降低的现象。 原因:由于溶质原子的溶入,使固溶体的晶格 发生畸变,塑性变形抗力增大,结果使金属材 料的强度、硬度增高 上一级

3、 固溶强化 溶质溶于溶剂后形成固溶体，溶剂金属的强度、 硬度增加，塑性、韧性降低的现象。 原因：由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格 发生畸变，塑性变形抗力增大，结果使金属材 料的强度、硬度增高。 上一级

6(金属化合物 1、概念 异类原子组成具有与该组元均不相同的点阵结 构。一般可以用分子式来大致表示其组成。 6FeC合金: C%0~0.0218%铁素体C在α-Fe的间隙固 溶体 C%>0.0218 部分形成固溶体Fe3C( 部分) 上一级

㈡ 金属化合物 1、概念： 异类原子组成具有与该组元均不相同的点阵结 构。一般可以用 分子式来大致表示其组成。 Fe—C合金： C% 0～0.0218% 铁素体 C在α—Fe的间隙固 溶体 C% ＞0.0218% 一部分形成固溶体Fe3C（一 部分） 上一级

2、分类:常价化合物:AB,、AB、AB 电子浓度化合物(e 间隙化合物(间隙相) 63、金属化合物特点: ①具有独立的晶体结构(即不同于溶质, 也不同于溶剂)。 ②熔点高,硬度高,可作为强化相。 上一级

2、分类： 3、 金属化合物特点： ① 具有独立的晶体结构（即不同于溶质， 也不同于溶剂）。 ② 熔点高，硬度高，可作为强化相。       间隙化合物（间隙相） 电子浓度化合物（ ） 正常价化合物： 、 、 a e AB A2B AB2 上一级

(1)正常价化合物 e MgSe、Mg2Si、Mg2Sn等。 a:有分子式 b:符合化合价规律 c:成分与分子式相同 上一级

⑴ 正常价化合物 MgSe 、 Mg2 Si、Mg2Sn 等。 a：有分子式 b：符合化合价规律 c：成分与分子式相同 上一级

(2)电子化合物 电子浓度是指化合物中价电子数与原子数的比 值 电子浓度: 价电子数3 21 →相C →相 原子数2 13 7 E相 上一级

⑵ 电子化合物 电子浓度是指化合物中价电子数与原子数的比 值。 电子浓度: 相 原子数 价电子数 = = →  2 3 C = →相 1 3 2 1 C = →相 4 7 C 上一级