材料学中的相和组织

材料学中的相和组织

铁渗碳体相图中所有的物质都是由渗碳体和铁素体构成；相：是指合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性；相（phase）体系内部物理和化学性质完全均匀的；（1）相与相之间有界面，各相可以用物理或机械方法；（2）一个相可以是均匀的，但不一定只含一种物质；体系的相数P∶；气体：一般是一个相，如空气组分复杂；液体：视其混溶程度而定，可有1、2、3…个相；固体：有几种物铁渗碳体相图中所有的物质都是由渗碳体和铁素体构成的，这两个是相，但由于结晶方式的不同，它们两个的形态，相对数量会有所不同，造成宏观上形貌的不同，即构成不同的组织了。如珠光体和莱氏体，它们本质都是由两种相构成，但是比例不同，当然形貌不同，它们就是不同的组织。

相：是指合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分；组织：是指合金中有若干相以一定的数量、形状、尺寸组合而成的并且具有独特形态的部分。

相（phase）体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用P表示。

（1）相与相之间有界面，各相可以用物理或机械方法加以分离，越过界面时性质会发生突变。

（2）一个相可以是均匀的，但不一定只含一种物质。

体系的相数P∶

气体：一般是一个相，如空气组分复杂。

液体：视其混溶程度而定，可有1、2、3…个相。

固体：有几种物质就有几个相，如水泥生料。但如果是固溶体时为一个相。

固溶体：固态合金中，在一种元素的晶格结构中包含有其它元素的合金相称为固溶体。在固溶体晶格上各组分的化学质点随机分布均匀，其物理性质和化学性质符合相均匀性的要求，因而几个物质间形成的固溶体是一个相。

系统中物理状态、物理性质和化学性质完全均匀的部分称为一个相（phase）。系统里的气体，无论是纯气体还是混合气体，总是一个相。若系统里只有一种液体，无论这种液体是纯物质还是（真）溶液，也总是一个相。若系统中有两种液体，如乙醚与水，中间以液-液界面隔开，为两相系统，考虑到乙醚里溶有少量水，水里也溶有少量乙醚，同样只有两相。同样，不相溶的油和水在一起是两相系统，激烈振荡后油和水形成乳浊液，也仍然是两相（一相叫连续相，另一相叫分散相）。不同固体的混合物，是多相系统，如花岗石（由石英、云母、长石等矿物组成），又如无色透明的金刚石中有少量的黑色的

金刚石，都是多相系统。相和组分不是一个概念，例如，同时存在水蒸气、液态的水和冰的系统是三相系统，尽管这个系统里只有一个组分——水。一般而言，相与相之间存在着光学界面，光由一相进入另一相会发生反射和折射，光在不同的相里行进的速度不同。混合气体或溶液是分子水平的混合物，分子（离子也一样）之间是不存在光学界面的，因而是单相的。不同相的界面不一定都一目了然。更确切地说，相是系统里物理性质完全均匀的部分。

铁碳合金相图中的相有：铁素体、奥氏体、渗碳体三种。铁碳合金相图中的组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、回火马氏体、魏氏组织。

其中铁素体、奥氏体、渗碳体三种既是相也是组织，具有双重身份，其他的都是混合物。

如何区分？

1、根据含碳量：铁素体含碳0~0.0218%，奥氏体0~2.11%，渗碳体6.69%，

2、根据冷却速度：珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体一个比一个冷速快。

3、根据相变反应：珠光体是共析转变产物、莱氏体是共晶转变产物。

4、根据金相分析，这是最主要的区分方法：不同的组织形态不同，有很大区别，比如：珠光体、索氏体、托氏体都是层片状且一个比一个细，贝氏体是黑色针状或羽毛状、马氏体是板条状或片状，魏氏组织是分布着针状物质等等。

铁素体、渗碳体、奥氏体都是碳钢的基本相，是单一组织，可以独立存在，因此也是铁碳合金中的组织。

而珠光体、莱氏体不是单一相，是属于多相组成的机械混合物，因此，只能是铁碳合金的组织。

所以，铁素体是相，因其有时独立存在于碳钢，因此也属于组织。组织：microstructure;相： phase.

从英文可以看出，组织侧重于微观结构，而相侧重于物质存在的方式和状态。

如果是单相金属，如铁素体不锈钢；说铁素体是组织也可以，相也可以。

如双相钢如 2205型铁素体加奥氏体，就是说双相钢，而不能说双组织钢。

实际很多都是约定成俗的说法，没有确切的道理，就和行业内人士说淬火是 ZHAN火一样。

合金

合金不是一般概念上的混合物，甚至可以是纯净物，如单一相的金属互化物合金，所添加合金元素可以形成固溶体、化合物，并产生吸热或放热反应，从而改变金属基体的性质。

不同于纯净金属的是，多数合金没有固定的熔点，温度处在熔化温度范围间时，混合物为固液并存状态。因此可以说，合金的熔点比组分金属低。参见低共熔混合物。

(1)混合物合金（共熔混合物），当液态合金凝固时，构成合金的各组分分别结晶而成的合金，如焊锡、铋镉合金等；

(2)固熔体合金，当液态合金凝固时形成固溶体的合金，如金银合金等；

(3)金属互化物合金，各组分相互形成化合物的合金，如铜、锌组成的黄铜（β-黄铜、γ-黄铜和ε-黄铜）等。

纯晶体，所有不同种类的原子都有确定的位置，高度有序；通常称为化合物。

固溶体：可以将某一成份理解为掺杂，而掺杂原子在固溶体中是

无序的，它有两种情况，其一是掺杂原子替代原原子，形成无序替代；其二是掺杂原子进入原晶格空穴，且无序占据。固溶体不能称为化合物。