金属材料与热处理教学课件ppt作者叶宏主编沟引宇、张春艳副主编第一章金属材料基础知识
金属材料及热处理工艺.ppt
绪论
生物、生活－材料技术的发展改变我们的生
活
仿真手臂
人 工 关 节 微机械
“自行车发烧友” 的首选
钛结构自行车架
第一章 绪论
1.2 材料的分类与性能
一、材料的分类 二、工程材料的性能
一、材料的分类
材料
第一章 绪 论
金属
复合材料
陶瓷
高分子
无机材料
有机材料
材料分类
第一章 绪 论
What? 各类材料的性能特点
四、刚度和弹性
第一章 绪论
1．刚度 材料在受力时，抵抗弹性变形的能力
E=σ/ε 杨氏弹性模量 GPa, MPa 本质是：反映了材料内部原子种类及其结合力的大 小，组织不敏感的力系指标。
2．弹性( elasticity ) 材料不产生塑性变形的情况下，所能承受的最大应力
比例极限：σp=Pp/Fo 应力――应变保持线性关系的极限应力值 弹性极限：σe=Pe/Fo 不产永久变形的最大抗力。 工程上，σp、σe视为同一值，通常也可用σ0.01
金属材料——主要为金属键。
热和电的良导体 具有良好的强度与延展性以及金属光泽
陶瓷材料——通常为离子键或共价键。
绝缘体而且比较耐热。
高分子材料——通常为共价键、分子键和氢
键，以共价键为主。 分子结构都非常巨大 通常密度较低，在高温下不稳定。
复合材料——性能的复合.
玻璃纤维增强高分子 复合材料
δ < 2 ~ 5% δ ≈ 5 ~ 10% δ > 10%
属脆性材料 属韧性材料 属塑性材料
具有超塑性的纳米晶铜
2.断面收缩率(percentage reduction in area):
－试样拉断处横截面积Ｆk的收缩量与原始横截面积 F0之比。
金属材料及其热处理ppt课件
晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心。
具有体心立方晶格结构的金属有α-Fe、W、Mo、V、β-Ti等。 晶胞所包含原子数为： 8×1/8+. 1=2 个。
金属的晶格类型
2. 面心立方晶格（FCC） ：
晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的 中心。
表面热处理 (表面淬火和化学热处 理等)；
特殊热处理 (形变热处理、磁场热 处理等)。
根据热处理在零件生产工艺流程 中的位置和作用，热处理又可分 为预备热处理和最终热处理。
A1、A3、Acm为钢在平衡条件下的临界点。在实际热处理会产生不同程度的滞 后。实际转变温度与平衡临界温度之差称为过热度(加热时)或过冷度(冷却时)。 通常把加热时的临界温度加注下标“c. ” 。
4. 在热处理工艺上的应用。
了解加热、冷却时相变的规律，确 定合适的热处理制度。
.
相图的应用
综上所述，相图是材料状态与成分、温度之间关系的图解， 是研究合金的重要工具：
1. 作为选材的依据。
2. 在铸造生产中的应用。
不同成分合金的熔点，确定合适的 冶炼和浇注温度。
3. 在锻造工艺上的应用。
.
合金及其组织结构
2. 相
合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为相。相与相之间有明显的 界面－相界。
3. 组织
所谓合金的组织，是指合金中不同相之间相互组合配置的状态。数量、 大小和分布方式不同的相构成了合金不. 同的组织。单相组织、多相组织。
合金的晶体结构
根据合金中各组元之间结合方式的不同，合金的组织可分 为固溶体、金属化合物和混合物三类。
单晶体与多晶体
金属是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的 小晶体组成，小晶体称为晶粒，晶粒之间交界的地方称为 晶界。
金属材料与热处理完整ppt课件
小角度晶界─相邻晶粒的位向差小于10°的晶 界。基本上由位错构成。
大角度晶界─相邻晶粒的位向差大于10°的晶 界。原子排列比较混乱，结构比较复杂。
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亚晶界： 晶粒内部位向差小于 1° 的亚结构，也称为亚晶
粒，亚晶之间的界面，称为亚晶界。通常由位错构成。
亚晶界
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相界：不同结构的晶粒之间的界面 界面结构类型: 共格界面, 半共格, 非共格
同晶向上的原子排列方式和排列 紧密程度是不一样的。下页的两 个表给出了体心立方晶格和面心 立方晶格中各主要晶面、晶向上 的原子排列方式和紧密程度。
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五、晶体的 同素异构转变(多晶型性转变) 金属由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现
象称之为同素异构转变。（温度、压力）
α-Fe单晶体，密排方向 [111] 的弹性模量 E=290,000MN/m2，而非密排方向100的 E=135,000MN/m2。
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七、多晶体的伪各向同性 如Fe，不同方向上E均为210000MN/m2左右。 原因：实际材料为多晶体，各单晶粒分布的方向
不同，各向异性相互抵消，而呈现无向性。 ——伪各向异性。
如 Fe晶体，室温～912℃，体心立方，α- Fe，
912 ℃～1394 ℃，面心立方，γ-Fe， 1394 ℃ ～熔点1538 ℃ ，体心立方，δ-Fe。 Fe, Mn, Ti , Co 等少数金属具有同素异构转变。 性能随之变化。
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六、晶体的各向异性
不同晶面和晶向上原子密度不同， 原子间距离 不同， 结合力不同－－晶体在不同方向上的力学、 物理和化学性能有所差异－－各向异性。
【PPT】金属材料与热处理说课课件
《金属材料与热处理》说课课件
一、课程整体设计
1-4、内容组织 组织与安排 本课程以模块分块进行讲授，每个模块完成一项技能和任务，内容划分如下：
模块
教学内容
总时数
理论时数
实验（或案例分析） 时数
模块一
金属的性能
8
6
2
模块二
金属与合金
10
8
2
模块三
模块四
钢的热处理
12
教学模式教学过程
2-2、教学方法与手段 教学方法与手段的运用
2-3、教学资源
教学资源的组织与应用
2-4、教学评价
考核标准与考核过程
说课人：钟文斌
《金属材料与热处理》说课课件
一、课程整体设计
1-1、课程定位 性质与作用
《金属材料与热处理》是机械类专业（数控、模具、机械设计与制造等） 的必修专业基础课和核心课程之一。
本课程设计更多倾向于材料和刀具的选取，热处理对加工工艺特别是切 削加工工艺性影响的方向。
说课人：钟文斌
《金属材料与热处理》说课课件
一、课程整体设计
1-3、内容选取 针对性与适用性
为培养在生产制造领域具有高级职业技能的实用型人才，加强金属材料 与热处理的学习很重要。
《金属材料与热处理》课程在教学内容的组织上坚持“理论够用、适度” 的原则，注重通过金属材料选取和热处理工艺的合理选择对提高今后实际加 工制作水平和能力的影响，使学生具备基本的金属材料与热处理知识，掌握 常用零件和模具的材料牌号选取，规范常用零件的热处理工艺路线的方法， 为今后学生职业发展和提高打下基础。
说课人：钟文斌
《金属材料与热处理》说课课件
二、教学实施
金属材料与热处理 ppt课件
三、金属结构材料的应用情况(1)
1.从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势， 占世界金属总产量的95％，而且有许多良好的 性能，能满足大多数条件下的应用，价格低廉。
2.在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富 和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲， 则非铁金属矿储量大于铁矿储量，如铁只占 5.1％，而非铁金属中铝为8.8％．镁为2.1％， 钛为0.6％。
四、金属材料发展的历史(3)
5.在非铁金属冶金方面，19世纪80年代发电 机的发明，使电解法提纯铜的工业方法得 以实现，开创了电冶金新领域；同时，用 熔盐电解法将氧化铝加入熔融冰晶石，电 解得到廉价的铝，使铝成为仅次于铁的第 二大金属；20世纪40年代，用镁作还原剂 从四氯化钛制得纯钛，并使真空熔炼加工 等技术逐步成熟后，钛及钛合金的广泛应 用得以实现。同时，其他非铁金属也陆续 实现工业化生产。
用锻压成形方法获得优良锻件的 难易程度称为锻造性能。 铸铁不能锻压 。
焊接性能：
大量接性能是指金属材料对焊接加 工的适应性。 切削加性能：切削加工（性能） 金属材料的难易程度称为切削加工 性能。
第三单元
金属的晶体结构与结晶
一、金属材料的晶体结构
晶体与非晶体 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状 况的，称为非晶体。如：普通玻璃、松香、 树脂等。 晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质， 金属的固态、金刚石、明矾晶体等。 性能：晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性， 非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。
•强度的指标
强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。 1、屈服点
Re= Fs/S0
符号： Re 材料产生屈服现象时的最小应力
Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N） S0 ：试样原始横截面积（mm）
《金属材料及热处理》课件
热处理：通过加热和冷却，改变金属材料的微观结构，提高耐磨性
合金化：添加其他元素，形成合金，提高耐磨性
表面处理：如电镀、喷涂、涂层等，提高耐磨性
结构设计：优化金属材料的形状和尺寸，提高耐磨性
05
金属材料的应用领域
航空航天领域
飞机制造：铝合金、钛合金、不锈钢等金属材料广泛应用于飞机制造
热处理的应用
提高金属材料的强度和硬度
改善金属材料的塑性和韧性
消除金属材料的内应力和变形
提高金属材料的耐磨性和耐腐蚀性
改善金属材料的表面质量和尺寸精度
提高金属材料的使用寿命和可靠性
04
金属材料的性能改善
金属材料的强度提升
热处理：通过加热和冷却改变金属的微观结构，提高强度
合金化：通过添加其他元素形成合金，提高强度
03
淬火是将金属材料加热到一定温度后迅速冷却，使材料内部形成马氏体组织，提高硬度和耐磨性
04
回火是将淬火后的金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使马氏体组织转变为回火马氏体，降低硬度和脆性，提高韧性和塑性
05
正火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织均匀化，提高塑性和韧性
06
退火是将金属材料加热到一定温度后保温一定时间，使材料内部组织软化，降低硬度和脆性，提高塑性和韧性
热处理工艺流程
加热：将金属材料加热到预定温度
保温：保持金属材料在预定温度下保温一段时间
冷却：将金属材料冷却到室温或低于室温
回火：将金属材料加热到一定温度后冷却，以消除内应力，提高韧性和塑性
淬火：将金属材料加热到一定温度后快速冷却，以获得高硬度和耐磨性
退火：将金属材料加热到一定温度后缓慢冷却，以消除内应力，提高塑性和韧性
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图6-14是碳钢的淬火温度范围。
（2）加热时间的确定 ▪ 加热时间由升温时间和保温时间组成。 ▪ 由零件入炉温度升至淬火温度所需的时间为升温时间，并
以此作为保温时间的开始。
▪ 保温时间是指零件烧透即完成奥氏体化过程所需要的时间。
一般是紧接淬火以后的热处理工艺。
▪ 淬火后回火目的 ◆降低或消除内应力，以防止工件开裂和变形； ◆ 减少或消除残余奥氏体，以稳定工件尺寸； ◆调整工件的内部组织和性能，以满足工件的
使用要求。
▪ 回火工艺 按照回火后性能要求，淬火以后的回火有低温回火，中温 回火、高温回火。
按照回火温度和工件所要求的性能，一般将回火分为三类
六、化学热处理
▪ 化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中 保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其 化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术 要求的热处理过程。
▪ 常用的化学热处理有渗碳、渗氮（俗称氮化）、 碳氮共渗（俗称氰化和软氮化）等。还有渗硫、 渗硼、渗铝、渗钒、渗铬等。
▪ 发兰、磷化可以归为表面处理，不属于化学热处 理。
种淬火介质中一直冷却到室温的 淬火方法。 ★特点
操作简单，容易实现机械化 ★适用范围
形状简单的碳钢和合金钢工 件。
2）双液淬火 概念
先将奥氏体状态 的工件在冷却能力强 的淬火介质中冷却至 接近Ms点温度时， 再立即转入冷却能力 较弱的淬火介质中冷 却，直至完成马氏体 转变。
3）分级淬火
概念 将奥氏体状态的工
▪ 适用钢材 中碳钢（消除魏氏组织、晶粒粗大、带状组织等）
▪ 实际生产中，600℃出炉空冷。
《金属材料与热处理》说课PPT
有色金属材料的用途
铝及铝合金广泛应用于航空、建筑、包装等领域；铜及铜合金用于电力、电子、 建筑等领域；其他有色金属材料也各自在工业、科技、生活中发挥重要作用。
其他金属材料的分类与用途
其他金属材料的分类
除了钢铁和有色金属外，还有一些稀 有金属和贵金属，如金、银、铂等。
培养学生的创新思维和解决问 题的能力。
课程内容
金属材料的性能特点
包括力学性能、物理性能和化学性能等。
金属材料的应用
介绍不同金属材料在工业、建筑、交通等领 域的应用。
金属材料的分类
如钢铁、有色金属、贵金属等。
金属热处理原理及技术
包括加热、冷却、保温等工艺过程及对金属 材料性能的影响。
02
金属材料的性质
生物医用金属材料
具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，在医疗器械、 人工关节等领域有广泛应用。
热处理工艺的改进与创新
真空热处理
01
可有效防止金属材料的氧化和脱碳，提高热处理质量，降低能
耗。
激光热处理
02
具有高能量密度和快速加热冷却的特点，可实现金属材料的快
速熔凝和表面强化。
化学热处理
03
通过化学反应改变金属材料的表面成分和组织结构，提高其耐
04
金属材料的分类与用途
钢铁材料的分类与用途
钢铁材料的分类
钢铁材料主要分为生铁、铸铁和 钢三大类，其中钢又可以根据碳 含量和其他合金元素进一步细分 。
钢铁材料的用途
钢铁材料广泛应用于建筑、机械 、交通、能源等各个领域，是现 代工业和基础设施建设的支柱材 料。
有色金属材料的分类与用途
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第1章金属材料基础知识1.1金属材料的性能金属材料的性能：工艺性能使用性能。
工艺性能材料在加工过程中所表现的性能。
铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能使用性能材料在使用过程中所表现的性能。
力学性能、物理性能、化学性能1.1.1 金属材料的力学性能金属材料的力学性能，是指金属材料在外力（载荷）作用时表现出来的性能。
强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度(a)原始试样（b)拉伸后试样圆形拉伸试样1. 屈服强度σs金属开始发生明显塑性变形的抗力。
条件屈服极限σ铸铁等材料没有明显的屈0.2服现象, 用产生0.2%残余应变时的应力值表示。
2. 抗拉强度σb金属受拉时所能承受的最大应力。
抗拉强度反映材料抵抗断裂破坏的能力，也是零件设计和材料评价的重要指标。
二、塑性断裂前材料产生永久变形的能力称为塑性。
(a)原始试样（b)拉伸后试样1. 伸长率(δ）试样拉断后, 标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
2. 断面收缩率(ψ）试样拉断后, 缩颈处截面积的最大缩减量与原横断面积的百分比称为断面收缩率。
三、弹性与刚度n在图1-1中，A点的应力σe称为弹性极限；A′点的应力σp称为比例极限。
n在弹性变形范围内，应力与应变的比值称为弹性模量E。
其物理意义是产生单位弹性变形时所需应力的大小。
弹性模量是材料最稳定的性质之一，它的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。
材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，其指标即为弹性模量。
可以通过增加横截面积或改变截面形状的方法来提高零件的刚度。
四、硬度材料表面局部区域抵抗更应物体压入的能力称为硬度。
2. 洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)采用金刚石压头(或钢球压头)，加预载荷F0 ，压入深度h。
再加主载荷F1。
卸去主载荷F1，测量其残余压入深度h,用h与h之差△h来计算洛氏硬度值。
硬度直接从硬度计表盘上读得。
根据压头的种类和总载荷的大小洛氏硬度常用表示方式有:HRA、HRB、HRC3. 维氏硬度维氏硬度其测定原理基本与布氏硬度法相同，但使用的压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体。
维氏硬度保留了布氏硬度和洛氏硬度的优点，既可测量由极软到极硬的材料的硬度，又能互相比较。
既可测量大块材料、表面硬化层的硬度，又可测量金相组织中不同相的硬度。
五、冲击韧性（Ak）材料抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称冲击韧性。
用摆锤冲击弯曲试验来测定。
测得试样冲击吸收功，用符号Ak表示。
A k 越大，表示材料的韧性越好。
Ak值对材料的缺陷（如晶粒大小、夹杂物等）十分敏感，其大小不仅决定于材料本身，而且还随试样尺寸、形状和试验温度的不同而变化。
六、疲劳强度轴、齿轮、叶片、弹簧等零件，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种应力称为交变应力(也称循环应力)。
在交变应力作用下，材料常常在远低于其屈服强度的应力下发生断裂，这种过程称为金属的疲劳。
交变应力越小，材料断裂时应力循环次数N越大。
当应力低于一定值时, 试样可以经受无限周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳强度(疲劳表示。
极限)，用σ-11.1.2 金属材料的物理性能1. 密度单位体积物质的质量称为该物质的密度。
密度小于5×103 kg/m 3的金属称为轻金属, 如铝、镁、钛及它们的合金。
用于航天航空器上。
密度大于5×103kg/m 3的金属称为重金属, 如铁、铅、钨等。
2. 熔点金属从固态向液态转变时的温度称为熔点。
熔点高的金属称难熔金属，如钨、钼、钒等。
制造耐高温零件，如火箭、导弹、燃气轮机和喷气飞机等零、部件。
熔点低的金属称为易熔金属如锡、铅等，可用于制造保险丝和防火安全阀零件等。
n 3. 导热性n导热性用热导率衡量。
热导率越大, 导热性越好。
银导热性最好, 铜、铝次之。
合金的导热性比纯金属差。
n在热加工和热处理时，防止材料加热或冷却时形成过大的内应力，以免零件变形或开裂。
n导热性好的金属材料制造散热器、热交换器与活塞等零件。
4. 导电性传导电流的能力称导电性。
用电阻率来衡量。
电阻率越小，金属材料导电性越好。
金属导电性以银为最好，铜、铝次之。
合金的导电性比纯金属差。
电阻率小的金属(纯铜)适于制造导电零件和电线。
电阻率大的金属或合金(钨、钼、铁铬铝合金)适于做电热元件。
5. 热膨胀性材料随温度变化而膨胀、收缩的特性。
膨胀系数大的材料制造的零件, 温度变化时, 尺寸和形状变化较大。
轴和轴瓦之间根据膨胀系数来控制间隙尺寸；在热加工和热处理时要考虑材料的热膨胀影响, 减少工件变形和开裂。
1.1.3金属材料的化学性能1. 耐蚀性金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其它化学介质腐蚀破坏作用的能力。
碳钢、铸铁的耐腐蚀性较差；铝合金和铜合金的耐腐蚀性较好。
钛及其合金、不锈钢的耐腐蚀性好。
2. 抗氧化性金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力。
耐蚀性和抗氧化性统称为材料的化学稳定性。
高温下的化学稳定性称为热化学稳定性。
在高温下工作的设备或零部件，如锅炉、汽轮机和飞机发动机等应选择热化学稳定性高的材料。
1.2金属材料的晶体结构n 1.2.1 晶体与非晶体n晶体是指原子呈规则排列的固体。
常态下金属主要以晶体形式存在。
晶体具有各向异性。
n非晶体是指原子呈无序排列的固体。
在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。
1. 金属的晶体结构晶体结构晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式。
通过金属原子(离子)的中心划出许多直线，形成空间格架，称为晶格。
晶胞：能反映该晶格特征的最小组成单元。
2.常见金属的晶格类型(1) 体心立方晶格(胞) ( BCC 晶格)8个原子处于立方体的角上，1个原子处于立方体的中心, 角上8个原子与中心原子紧靠。
具有体心立方晶格的金属有钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、α-铁(α-Fe)等。
(2) 面心立方晶格(胞) (FCC 晶格)金属原子分布在立方体的8个角上和6个面的中心。
面中心的原子与该面4个角上的原子紧靠。
具有这种晶格的金属有铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ-铁( γ-Fe)等。
面心立方晶格示意图(3) 密排六方晶格(胞) ( HCP 晶格)12个金属原子分布在六方体的12个角上, 在上下底面的中心各分布1个原子, 上下底面之间均匀分布3个原子。
具有这种晶格的金属有镁(Mg)、镉(Cd)、锌(Zn)、铍(Be)等。
密排六方晶格示意图1.2.2 金属的实际晶体结构1. 点缺陷点缺陷是指在晶体中长、宽、高尺寸都很小的一种缺陷。
最常见的缺陷是晶格空位和间隙原子。
原于空缺的位置叫空位；存在于晶格间隙位置的原子叫间隙原子，如图所示。
2. 线缺陷线缺陷是指在晶体中呈线状分布(在—维方向上的尺寸很大，而别的方向则很小)原子排列不均衡的晶体缺陷。
如图所示。
这种缺陷主要是指各种类型的位错。
所谓位错是指晶格中一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。
由于位错存在，造成金属晶格畸变，并对金属的性能，如强度、塑性、疲劳及原子扩散、相变过程等产生重要影响。
3. 面缺陷面缺陷是指在二维方向上尺寸很大，在第三个方向上的尺寸很小，呈面状分布的缺陷，如图所示。
通常面缺陷是指晶界。
在晶界处，内于原于呈不规则排列，使晶格处于畸变状态，它在常温下对金属的塑性变形起阻碍作用，从而使金属材料的强度和硬度有所提高。
刃型位错示意图晶界过渡结构示意图1.2.3合金的相结构合金:是指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，具有金属特性的一类物质。
组元：组成合金的独立的、最基本的单元。
组元可以是金属、非金属元素或稳定化合物。
由两个组元组成的合金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金。
相：在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分。
组织：是指用肉眼或显微镜观察到的不同组成相的形状、尺寸、分布及各相之间的组合状态。
合金的相结构是指合金中相的晶体结构。
根据合金中各元素间的相互作用，合金中的相可以分为固溶体和金属化合物两大类。
1、固溶体固溶体合金在固态下一种组元的晶格内溶解了另一组元的原子而形成的晶体相，称为固溶体。
溶剂与固溶体晶格相同的组元溶质其他另一组元（含量较少）固溶体用α、β、γ等符号表示。
A、B 组元组成的固溶体也可表示为A(B), 其中A为溶剂, B为溶质。
例如铜锌合金中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为Cu(Zn)。
按溶质原子在溶剂晶格中的位置分●置换固溶体:溶质原子代换了溶剂晶格某些结点上的原子;●间隙固溶体溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。
置换固溶体间隙固溶体固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。
晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。
通过溶入溶质原子形成固溶体、从而使合金强度、硬度升高的现象称为固溶强化。
固溶强化是金属强化的一种重要形式。
在溶质含量适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑性和韧性没有明显降低。
2、金属化合物金属化合物是指合金组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的合金相。
例如铁碳合金中的渗碳体就是铁和碳组成的化合物Fe3C，金属化合物具有与其构成组元晶格截然不同的特殊晶格，熔点高，硬而脆。
合金中出现金属化合物时，通常能显著地提高合金的强度、硬度和耐磨性，但合金的塑性和韧性则会明显地降低。
1.3 铁碳合金的基本组织与铁碳相图1.3.1 纯铁的同素异构转变纯铁的冷却曲线金属在固态下晶格类型随温度发生变化的现象，称为同素异构转变，如图所示。
液态纯铁在结晶后具有体心立方晶格，称为δ−Fe 当其冷却到1394℃时，发生同素异构转变，转变为面心立方晶格的γ−Fe ；再冷却到912℃时，原子排列方式又转变为体心立方晶格，称为α−Fe 。
上述转变过程可由下式表示：1.3.2 铁碳合金的基本相1. 铁素体铁素体是指碳在α−Fe中形成的间隙固溶体，用符号F（或α）表示。
2. 奥氏体奥氏体是指碳在γ−Fe中形成的间隙固溶体，用符号F（或γ）表示。
3. 渗碳体渗碳体是铁和碳的金属化合物，具有复杂的晶C表示。
体结构，用化学式Fe31.3.3铁碳合金相图铁碳合金相图是铁碳合金在极缓慢冷却（或加热）条件下，不同化学成分的铁碳合金，在不同温度下所具有的组织状态的图形。
简化后的Fe-Fe3C相图1. 铁碳合金相图中的特性点表1-2铁碳合金相图中的特性点碳在α—Fe 中的最大溶解量0.0218727P共析点，发生共析转变A 0.77→F 0.0218+Fe 3C0.77727S α—Fe →γ—Fe 同素异构体转变点0912G 共晶渗碳体的化学成分点6.691148F 碳在γ—Fe 中的最大溶碳量，也是钢与生铁的化学成分分界点2.111148E 渗碳体的熔点6.691227C 共晶点，发生共晶转变L 4.3→A 2.11+Fe 3C 4.31148B 纯铁的熔点或结晶温度01538A 特性点的含义w c （%）温度（℃）特性点2. 铁碳合金相图中的主要特性线（1）液相线ACD在液相线ACD以上区域，铁碳合金处于液态。