第2章 晶体结构
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温度T
T0 Tn ΔT=T0—Tn
时间t
2、结晶的过程 晶核的形成和长大过程
4、金属结晶后的晶粒大小 晶粒大小控制: 晶核数目: 多—细(晶核长得慢也细) 冷却速度: 快—细(因冷却速度受限,故 多加外来质点) 晶粒粗细对机械性能有很大影响,若 晶粒需细化,则从上述两方面入手.
细化晶粒的方法 一般来说，晶粒愈细，强度和硬度愈高，同 时塑性和韧性也愈好。 1、过冷度大：冷却速度愈大，过冷度愈大，晶 粒愈细。 2、变质处理：在实际生产中，有意向金属液中加入 某些物质（称为变质剂），使它在金属液中形成 大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细 小的铸造晶粒，这种处理方法称为变质处理。 3、振动：对正在结晶的金属施以机械振动、超声波 振动和电磁振动，均可使树枝晶尖端破碎而增加 新的核心，提高形核率，使晶粒细化。
属于这类晶格的金属有：α-Fe、Cr、V、W、Mo等。 属于这类晶格的金属有：γ-Fe、Al、Cu、Pb等。 属于这类晶格的金属有：Mg、Zn等。
晶格致密度
三种晶格中原 子排列的紧密程度： 面心立方和密排六 方晶格致密度均为 0.74；体心立方晶 格的致密度为0.68。
体心立方、面心立方、密排六方晶格 密度比较
3．铁素体
铁素体是碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体。具有体心立 方晶格，常用符号F表示；碳在铁素体中的溶解度很小， 在727℃时最大溶解度为0.0218%，并随温度的下降，溶 解度随之下降，正是由于其含碳量很低，其性能与纯铁接 近，具有良好的塑、韧性，但强度和硬度较低。
4．奥氏体
奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体。具有 面心立方晶格，常用符号A表示；碳在奥氏体中的溶解 度在1148℃时最大为2.11%，并随温度的下降，溶解度 随之下降，在727℃溶碳度为0.77 %。奥氏体强度不高， 但具有良好的塑性和可锻性。
1）点缺陷：空位和间隙原子
晶格中某个原子脱离了 平衡位置，形成空结点，称 为空位；某个晶格间隙挤进 了原子，称为间隙原子。 空位与间隙原子周围的晶 格偏离了理想晶格，即发生 了“晶格畸变”。 点缺陷的存在，提高了材 料的硬度和强度。
2）线缺陷：即位错
在晶体中，有一列 或若干列原子发生了有 规律的错排现象。最简 单的位错是刃型位错和 螺型位错。 位错对金属的性能 有着重要影响
置换固溶体
溶剂结点上的部分原子被溶质原子替代所形成的固溶体
当合金中的二组元的 原子半径相近时，更易形 成这种置换固溶体。有些 置换固溶体的溶解度有限， 称有限固溶体，但当溶剂 与溶质原子的半径相当， 并具有相同的晶格类型时， 它们可以按任意比例溶解， 这种置换固溶体称为无限 固溶体。
间隙固溶体：
3）面缺陷：晶界和亚晶界 晶界是晶粒与 晶粒之间的界面， 另外，晶粒内部也 不是理想晶体，而 是由位向差很小的 称为嵌镶块的小块 所组成，称为亚晶 粒，亚晶粒的交界 称为亚晶界。
二、 金属的结晶 液态转变为固态的过程称为凝固。 1、结晶 液态金属的凝固过程就称为结晶。 2、冷却曲线与过冷度
2)冷却曲线：是温度与 过冷度 1) 时间的关系曲线，可用来描 图中T0为理论结晶温度， 述金属的结晶规律。通过热 金属实际结晶温度(Tn)总是低 分析法测量绘制，即使熔化 于理论结晶温度的现象，称为 后的液体金属缓慢冷却，每 过冷现象。而 隔一定时间记录下温度值， 过冷度 ΔT=T0— Tn 将温度 T和对应时间 t绘制成 T-t曲线。
溶质原子在固溶体中处于溶剂晶体结构的间隙位置。
溶质原子不占据正常的晶格结点，而是嵌入晶格间隙中，由于溶剂的 间隙尺寸和数量有限，所以只有原子半径较小的溶质（如碳、氮、硼等非 金属元素）才能溶入溶剂中形成间隙固溶体，且这种固溶体的溶解度有限。
Baidu Nhomakorabea
固溶体的性能：固溶体与纯金属相比，不仅具 有高的强度和硬度，还有良好的塑性与韧性。一般 合金都是以固溶体作为基体相。 固溶强化：无论形成哪种固溶体，都将破坏原 子的规则排列，使晶格发生畸变，随着溶质原子数 量的增加，晶格畸变增大。晶格畸变导致变形抗力 增加，使固溶体的强度增加，所以获得固溶体可提 高合金的强度、硬度，这种现象称为固溶强化。固 溶强化是提高金属材料性能的重要途径之一。
在共晶相图中，根据两组元 在固态下相互作用的不同，共晶 相图又可分为简单共晶相图和一 般共晶相图。 1)简单共晶相图：两组元在液态 下完全互溶，在固态下互不溶解 的共晶相图称为简单共晶相图。
简单共晶相图中的特性点、线、区：
a．特性点： b．特性线：
组元X的 熔点 ACB线为液相线
组元Y的 熔点
共晶点
第二章
金属学及热处理基础
2.1 金属的结构与结晶
一、金属晶体结构 1、晶体和非晶体 固体物质按其原子排列的特征，可分为晶体和 非晶体。 非晶体 原子作不规则的排列，如松香、玻璃、 沥青等。 晶体 原子则按一定次序作有规则的排列，如金 刚石、石墨及固态金属等。
2．金属晶体的结构
晶体中原子在空间是按一定规律堆砌排列的。 晶格 为了便于表 明晶体内部原子排列的规 律，有必要把原子抽象化， 把每个原子看成一个点， 这个点代表原子的振动中 心。把这些点用直线连接 起来，便形成一个空间格 子，叫做晶格。
3 金属的实际晶体结构
1、单晶体和多晶体
工业上使用的金属都是由许多小晶 体组成的多晶体，每个小晶体称为晶粒。 如果一整块金属仅由一个晶粒组成， 则称为单晶体。反之则为多晶体。 晶界：晶粒与晶粒之间的界面。 显微组织：在显微镜下观察到的晶 粒的大小、形态和分布。
2、晶体缺陷
在实际金属晶体中，存在原子不规则排列的局部 区域，这些区域称为晶体缺陷。 按缺陷的几何形态分为点缺陷、线缺陷和面缺陷 三种。 三种晶体缺陷都会造成晶格畸变，使变形抗力增 大，从而提高材料的强度、硬度。
1394℃ 912℃ δ- Fe γ- Fe α- Fe
2．渗碳体
渗碳体是铁和碳所形成的间隙化合物。具有复杂的晶 体结构，用符号Fe3C（或Cm）表示；其熔点为1227℃， 不发生同素异晶转变，具有硬而脆的特性，延伸率接近为 零。在铁碳合金相图中直接从液相中析出的渗碳体称为一 次渗碳体，表示为Fe3CⅠ；而从固相中析出的渗碳体则称 为二次渗碳体，表示为Fe3CⅡ。
结点
晶格中每个点叫结点。
结点
晶胞
晶胞 晶格的最小单元叫做晶胞，它 能代表整个晶格的原子排列规律。
晶格常数 晶胞中各棱边 的长度叫做晶格常数，其大小 用Å来度量（1 Å =10-8cm）。 晶格常数a=b=c，而 α=β=γ=90o的晶胞为简单立方 晶胞 。
金属的种类很多，而且它们的晶体结构并不完全 相同。工业上常用的金属除少数具有复杂的晶体结构 外，大多数具有简单的晶体结构，常见的有三种晶格 类型： ⑴体心立方结构; ⑵面心立方结构; ⑶密排六方结构
2.2铁碳合金相图分析
一.铁碳合金的基本组织
1．纯铁
纯铁的同素异晶转变：
液态纯铁在1538℃时进行结晶， 得到具有体心立方晶格的铁，称为δFe；当温度降至1394℃时，发生同 素异晶转变δ-Fe转变为面心立方晶 格，称为γ-Fe；温度降至912℃时， 面心立方晶格又转变为体心立方晶 格，为便于区分前面的体心立方晶 格，912℃转变的体心立方晶格称为 α-Fe。
VI
合金成分Cu:0% Ni:100%
温度
II I
III
温度 Cu 20
时间
40
60
80
Ni
二元合金相图分析
1、相图分析 2、结晶分析
当合金温度高 位于两个区之 于A点温度时， 间的区域则是 合金处于液态 液、固共存区。 用α + L 表示 当合金由高温缓慢 该点表示纯Ni的 熔点
液相中开始结晶出 Cu-Ni合金从高温液体冷却至室温固体时组 固溶体α ，并随合 当温度下降至 B 金温度的不断下降， 点，液相全部消 一个固相区， 织的转变过程。 结晶出的固溶体不
3、机械混合物
由两种或两种以上的相按一定质量百分比数组 成的物质称为混合物。 混合物中各组成部分保持自己原来的晶格。其 性能取决于各组成相的性能、分布形式、数量及大 小。
㈡、二元合金相图
相图测定方法：最常用的相图测定方法为热分析法，即对合 金系中不同成分的合金进行加热熔化，观察在极其缓慢加 热和冷却过程中内部组织的变化，测出其相变临界点，并 标于“温度——成分”坐标中，绘成相图。 1、二元合金相图的建立
5．珠光体
珠光体是铁素体和渗碳体的混合物。含碳量为 0.77%，常用符号P表示，是铁素体和渗碳体片状相间、 交替结晶而成的混合物。因而强度较高，硬度适中，并 具有一定的塑性。
6．莱氏体
在铁碳合金中莱氏体分为两类，其一是在1148℃ 时结晶出的奥氏体和渗碳体的混合物，称为高温莱氏 体，常用符号Ld表示；在727℃时，由于奥氏体转变为 珠光体，高温莱氏体中奥氏体和渗碳体的混合物转变 为珠光体和渗碳体的混合物，这种在727℃以下由珠光 体和渗碳体的混合物称为低温莱氏体，用符号Ld′表示。 由于莱氏体含碳量为4.3%，因此具有很高的硬度，但 塑性很差。
二.铁碳合金相图分析
在铁碳合金中，由于含碳量大于6.69%后，脆性极大，已无实用价值。 因而在生产中通常使用含碳量小于5%的铁碳合金。本着实用的原则，铁 碳相图仅研究含碳量小于6.69%的那部分合金，所以铁碳合金相图也可 以视为铁-渗碳体相图。
1）配置各种成分的合金； 2）测定每一种合金在缓冷条件下的冷却曲线，得到临界点； 3）建立坐标系。作出临界点 4）连接开始转变点和转变终了点并标注数字、字母和各区内的相或组织 名称。
以Cu-Ni合金为例,说明二元合金相图的建立
合金成分 Cu:20% 合金成分 合金成分 Ni:80% Cu:40% Cu:60% 合金成分 Ni:60% Ni:40% 合金成分 Cu:80% V Cu:100% Ni:20% IV Ni:0%
一个液相区， 位于相图的最 上方，常用L表 同样的道理，我们可以分析任何比例 冷却A点以下，从 示；
该点表示纯Cu 的熔点
失，合金结晶结 位于相图的下 方，用α表示； 断增加，液相不断 束，得到单相固 减少 溶体 α
现以含Ni 40% 的合金为例来 分析其结晶过 程
㈢、共晶相图
二元合金系中两组元在液态下相互无限溶解， 在固态下形成两种不同的固相，发生共晶转变，形 成共晶组织的相图，称为共晶相图。
2、金属化合物
合金元素间相互作用而形成的新相。 特点： 1）其晶格类型和性能不同于任一组元； 2）一般具有更复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆； 3）能提高合金的强度、硬度和耐磨性，但降低合金的塑 性。 4）它的组成一般可用分子式来表示 如碳素钢中的Fe3C、铜铝合金中的CuAl2、合金钢中 的Cr23C6及Fe4W2C等都是金属化合物。
三、二元合金相图
㈠、合金及其结构
1、合金 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称为合金。 2、组元 组元是指组成合金的最基本的、能独立存在的物质。 根据组元数目的多少，可将合金分为二元合金、三元合 金等。 3、显微组织 在显微镜下观察到的组成相的种类、大小、 形态和分布称为显微组织，简称组织，因此相是组成组 织的基本物质。金属的组织对金属的机械性能有很大的 影响。
3、合金系 合金系是指有相同组元，而成分比例不同的一系 列合金。 4、相 相是指在合金中，凡成分相同、晶体结构相同并有界 面与其它部分分开的均匀组成部分。 合金中的相结构 合金中常见的相有：液相、纯金属、固溶体和金属化合 物。
1、固溶体
溶质原子溶入金属溶剂中所组成的合金。 特点：其点阵结构仍保持溶剂金属的结构，只是由 于溶质原子的溶入引起晶格参数发生改变。 固溶强化由于各原子大小不一，化学性质也不尽相同， 无论组成置换固溶体还是间隙固溶体，都造成固溶体的 晶格扭曲。结果，固溶体的强度和硬度升高。
最常见的晶格类型 1、体心立方晶格 2、面心立方晶格 3、密排六方晶格
a）原子分布在立方晶体的各个结点及中心。 b）每个体心立方晶胞中仅包含2个原子。 a ）原子分布在立方晶体的各个结点及中心。 c）致密度 0.68 b 4个原子。 a）每个体心立方晶胞中仅包含 ）原子分布在各个结点及上下两个正六方 c ）致密度0.74 面的中心，另外在六方柱体中心还有三个 原子。 b）每个密排六方晶胞中包含6个原子。 c）致密度0.74
T0 Tn ΔT=T0—Tn
时间t
2、结晶的过程 晶核的形成和长大过程
4、金属结晶后的晶粒大小 晶粒大小控制: 晶核数目: 多—细(晶核长得慢也细) 冷却速度: 快—细(因冷却速度受限,故 多加外来质点) 晶粒粗细对机械性能有很大影响,若 晶粒需细化,则从上述两方面入手.
细化晶粒的方法 一般来说，晶粒愈细，强度和硬度愈高，同 时塑性和韧性也愈好。 1、过冷度大：冷却速度愈大，过冷度愈大，晶 粒愈细。 2、变质处理：在实际生产中，有意向金属液中加入 某些物质（称为变质剂），使它在金属液中形成 大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细 小的铸造晶粒，这种处理方法称为变质处理。 3、振动：对正在结晶的金属施以机械振动、超声波 振动和电磁振动，均可使树枝晶尖端破碎而增加 新的核心，提高形核率，使晶粒细化。
属于这类晶格的金属有：α-Fe、Cr、V、W、Mo等。 属于这类晶格的金属有：γ-Fe、Al、Cu、Pb等。 属于这类晶格的金属有：Mg、Zn等。
晶格致密度
三种晶格中原 子排列的紧密程度： 面心立方和密排六 方晶格致密度均为 0.74；体心立方晶 格的致密度为0.68。
体心立方、面心立方、密排六方晶格 密度比较
3．铁素体
铁素体是碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体。具有体心立 方晶格，常用符号F表示；碳在铁素体中的溶解度很小， 在727℃时最大溶解度为0.0218%，并随温度的下降，溶 解度随之下降，正是由于其含碳量很低，其性能与纯铁接 近，具有良好的塑、韧性，但强度和硬度较低。
4．奥氏体
奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体。具有 面心立方晶格，常用符号A表示；碳在奥氏体中的溶解 度在1148℃时最大为2.11%，并随温度的下降，溶解度 随之下降，在727℃溶碳度为0.77 %。奥氏体强度不高， 但具有良好的塑性和可锻性。
1）点缺陷：空位和间隙原子
晶格中某个原子脱离了 平衡位置，形成空结点，称 为空位；某个晶格间隙挤进 了原子，称为间隙原子。 空位与间隙原子周围的晶 格偏离了理想晶格，即发生 了“晶格畸变”。 点缺陷的存在，提高了材 料的硬度和强度。
2）线缺陷：即位错
在晶体中，有一列 或若干列原子发生了有 规律的错排现象。最简 单的位错是刃型位错和 螺型位错。 位错对金属的性能 有着重要影响
置换固溶体
溶剂结点上的部分原子被溶质原子替代所形成的固溶体
当合金中的二组元的 原子半径相近时，更易形 成这种置换固溶体。有些 置换固溶体的溶解度有限， 称有限固溶体，但当溶剂 与溶质原子的半径相当， 并具有相同的晶格类型时， 它们可以按任意比例溶解， 这种置换固溶体称为无限 固溶体。
间隙固溶体：
3）面缺陷：晶界和亚晶界 晶界是晶粒与 晶粒之间的界面， 另外，晶粒内部也 不是理想晶体，而 是由位向差很小的 称为嵌镶块的小块 所组成，称为亚晶 粒，亚晶粒的交界 称为亚晶界。
二、 金属的结晶 液态转变为固态的过程称为凝固。 1、结晶 液态金属的凝固过程就称为结晶。 2、冷却曲线与过冷度
2)冷却曲线：是温度与 过冷度 1) 时间的关系曲线，可用来描 图中T0为理论结晶温度， 述金属的结晶规律。通过热 金属实际结晶温度(Tn)总是低 分析法测量绘制，即使熔化 于理论结晶温度的现象，称为 后的液体金属缓慢冷却，每 过冷现象。而 隔一定时间记录下温度值， 过冷度 ΔT=T0— Tn 将温度 T和对应时间 t绘制成 T-t曲线。
溶质原子在固溶体中处于溶剂晶体结构的间隙位置。
溶质原子不占据正常的晶格结点，而是嵌入晶格间隙中，由于溶剂的 间隙尺寸和数量有限，所以只有原子半径较小的溶质（如碳、氮、硼等非 金属元素）才能溶入溶剂中形成间隙固溶体，且这种固溶体的溶解度有限。
Baidu Nhomakorabea
固溶体的性能：固溶体与纯金属相比，不仅具 有高的强度和硬度，还有良好的塑性与韧性。一般 合金都是以固溶体作为基体相。 固溶强化：无论形成哪种固溶体，都将破坏原 子的规则排列，使晶格发生畸变，随着溶质原子数 量的增加，晶格畸变增大。晶格畸变导致变形抗力 增加，使固溶体的强度增加，所以获得固溶体可提 高合金的强度、硬度，这种现象称为固溶强化。固 溶强化是提高金属材料性能的重要途径之一。
在共晶相图中，根据两组元 在固态下相互作用的不同，共晶 相图又可分为简单共晶相图和一 般共晶相图。 1)简单共晶相图：两组元在液态 下完全互溶，在固态下互不溶解 的共晶相图称为简单共晶相图。
简单共晶相图中的特性点、线、区：
a．特性点： b．特性线：
组元X的 熔点 ACB线为液相线
组元Y的 熔点
共晶点
第二章
金属学及热处理基础
2.1 金属的结构与结晶
一、金属晶体结构 1、晶体和非晶体 固体物质按其原子排列的特征，可分为晶体和 非晶体。 非晶体 原子作不规则的排列，如松香、玻璃、 沥青等。 晶体 原子则按一定次序作有规则的排列，如金 刚石、石墨及固态金属等。
2．金属晶体的结构
晶体中原子在空间是按一定规律堆砌排列的。 晶格 为了便于表 明晶体内部原子排列的规 律，有必要把原子抽象化， 把每个原子看成一个点， 这个点代表原子的振动中 心。把这些点用直线连接 起来，便形成一个空间格 子，叫做晶格。
3 金属的实际晶体结构
1、单晶体和多晶体
工业上使用的金属都是由许多小晶 体组成的多晶体，每个小晶体称为晶粒。 如果一整块金属仅由一个晶粒组成， 则称为单晶体。反之则为多晶体。 晶界：晶粒与晶粒之间的界面。 显微组织：在显微镜下观察到的晶 粒的大小、形态和分布。
2、晶体缺陷
在实际金属晶体中，存在原子不规则排列的局部 区域，这些区域称为晶体缺陷。 按缺陷的几何形态分为点缺陷、线缺陷和面缺陷 三种。 三种晶体缺陷都会造成晶格畸变，使变形抗力增 大，从而提高材料的强度、硬度。
1394℃ 912℃ δ- Fe γ- Fe α- Fe
2．渗碳体
渗碳体是铁和碳所形成的间隙化合物。具有复杂的晶 体结构，用符号Fe3C（或Cm）表示；其熔点为1227℃， 不发生同素异晶转变，具有硬而脆的特性，延伸率接近为 零。在铁碳合金相图中直接从液相中析出的渗碳体称为一 次渗碳体，表示为Fe3CⅠ；而从固相中析出的渗碳体则称 为二次渗碳体，表示为Fe3CⅡ。
结点
晶格中每个点叫结点。
结点
晶胞
晶胞 晶格的最小单元叫做晶胞，它 能代表整个晶格的原子排列规律。
晶格常数 晶胞中各棱边 的长度叫做晶格常数，其大小 用Å来度量（1 Å =10-8cm）。 晶格常数a=b=c，而 α=β=γ=90o的晶胞为简单立方 晶胞 。
金属的种类很多，而且它们的晶体结构并不完全 相同。工业上常用的金属除少数具有复杂的晶体结构 外，大多数具有简单的晶体结构，常见的有三种晶格 类型： ⑴体心立方结构; ⑵面心立方结构; ⑶密排六方结构
2.2铁碳合金相图分析
一.铁碳合金的基本组织
1．纯铁
纯铁的同素异晶转变：
液态纯铁在1538℃时进行结晶， 得到具有体心立方晶格的铁，称为δFe；当温度降至1394℃时，发生同 素异晶转变δ-Fe转变为面心立方晶 格，称为γ-Fe；温度降至912℃时， 面心立方晶格又转变为体心立方晶 格，为便于区分前面的体心立方晶 格，912℃转变的体心立方晶格称为 α-Fe。
VI
合金成分Cu:0% Ni:100%
温度
II I
III
温度 Cu 20
时间
40
60
80
Ni
二元合金相图分析
1、相图分析 2、结晶分析
当合金温度高 位于两个区之 于A点温度时， 间的区域则是 合金处于液态 液、固共存区。 用α + L 表示 当合金由高温缓慢 该点表示纯Ni的 熔点
液相中开始结晶出 Cu-Ni合金从高温液体冷却至室温固体时组 固溶体α ，并随合 当温度下降至 B 金温度的不断下降， 点，液相全部消 一个固相区， 织的转变过程。 结晶出的固溶体不
3、机械混合物
由两种或两种以上的相按一定质量百分比数组 成的物质称为混合物。 混合物中各组成部分保持自己原来的晶格。其 性能取决于各组成相的性能、分布形式、数量及大 小。
㈡、二元合金相图
相图测定方法：最常用的相图测定方法为热分析法，即对合 金系中不同成分的合金进行加热熔化，观察在极其缓慢加 热和冷却过程中内部组织的变化，测出其相变临界点，并 标于“温度——成分”坐标中，绘成相图。 1、二元合金相图的建立
5．珠光体
珠光体是铁素体和渗碳体的混合物。含碳量为 0.77%，常用符号P表示，是铁素体和渗碳体片状相间、 交替结晶而成的混合物。因而强度较高，硬度适中，并 具有一定的塑性。
6．莱氏体
在铁碳合金中莱氏体分为两类，其一是在1148℃ 时结晶出的奥氏体和渗碳体的混合物，称为高温莱氏 体，常用符号Ld表示；在727℃时，由于奥氏体转变为 珠光体，高温莱氏体中奥氏体和渗碳体的混合物转变 为珠光体和渗碳体的混合物，这种在727℃以下由珠光 体和渗碳体的混合物称为低温莱氏体，用符号Ld′表示。 由于莱氏体含碳量为4.3%，因此具有很高的硬度，但 塑性很差。
二.铁碳合金相图分析
在铁碳合金中，由于含碳量大于6.69%后，脆性极大，已无实用价值。 因而在生产中通常使用含碳量小于5%的铁碳合金。本着实用的原则，铁 碳相图仅研究含碳量小于6.69%的那部分合金，所以铁碳合金相图也可 以视为铁-渗碳体相图。
1）配置各种成分的合金； 2）测定每一种合金在缓冷条件下的冷却曲线，得到临界点； 3）建立坐标系。作出临界点 4）连接开始转变点和转变终了点并标注数字、字母和各区内的相或组织 名称。
以Cu-Ni合金为例,说明二元合金相图的建立
合金成分 Cu:20% 合金成分 合金成分 Ni:80% Cu:40% Cu:60% 合金成分 Ni:60% Ni:40% 合金成分 Cu:80% V Cu:100% Ni:20% IV Ni:0%
一个液相区， 位于相图的最 上方，常用L表 同样的道理，我们可以分析任何比例 冷却A点以下，从 示；
该点表示纯Cu 的熔点
失，合金结晶结 位于相图的下 方，用α表示； 断增加，液相不断 束，得到单相固 减少 溶体 α
现以含Ni 40% 的合金为例来 分析其结晶过 程
㈢、共晶相图
二元合金系中两组元在液态下相互无限溶解， 在固态下形成两种不同的固相，发生共晶转变，形 成共晶组织的相图，称为共晶相图。
2、金属化合物
合金元素间相互作用而形成的新相。 特点： 1）其晶格类型和性能不同于任一组元； 2）一般具有更复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆； 3）能提高合金的强度、硬度和耐磨性，但降低合金的塑 性。 4）它的组成一般可用分子式来表示 如碳素钢中的Fe3C、铜铝合金中的CuAl2、合金钢中 的Cr23C6及Fe4W2C等都是金属化合物。
三、二元合金相图
㈠、合金及其结构
1、合金 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称为合金。 2、组元 组元是指组成合金的最基本的、能独立存在的物质。 根据组元数目的多少，可将合金分为二元合金、三元合 金等。 3、显微组织 在显微镜下观察到的组成相的种类、大小、 形态和分布称为显微组织，简称组织，因此相是组成组 织的基本物质。金属的组织对金属的机械性能有很大的 影响。
3、合金系 合金系是指有相同组元，而成分比例不同的一系 列合金。 4、相 相是指在合金中，凡成分相同、晶体结构相同并有界 面与其它部分分开的均匀组成部分。 合金中的相结构 合金中常见的相有：液相、纯金属、固溶体和金属化合 物。
1、固溶体
溶质原子溶入金属溶剂中所组成的合金。 特点：其点阵结构仍保持溶剂金属的结构，只是由 于溶质原子的溶入引起晶格参数发生改变。 固溶强化由于各原子大小不一，化学性质也不尽相同， 无论组成置换固溶体还是间隙固溶体，都造成固溶体的 晶格扭曲。结果，固溶体的强度和硬度升高。
最常见的晶格类型 1、体心立方晶格 2、面心立方晶格 3、密排六方晶格
a）原子分布在立方晶体的各个结点及中心。 b）每个体心立方晶胞中仅包含2个原子。 a ）原子分布在立方晶体的各个结点及中心。 c）致密度 0.68 b 4个原子。 a）每个体心立方晶胞中仅包含 ）原子分布在各个结点及上下两个正六方 c ）致密度0.74 面的中心，另外在六方柱体中心还有三个 原子。 b）每个密排六方晶胞中包含6个原子。 c）致密度0.74