第三章合金的晶体结构与相图
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根据组元相互作用不同，固态合金的相结构可分为两大类： 1.固溶体
2.金属化合物
二﹑固溶体
①固溶体：合金的组元间以不同的比例相互混合，混合后 形成的晶体结构与某一组元的晶体结构相同，这种相就是 固溶体，这种组元叫溶剂，其他的组元叫溶质。 ②溶剂：与固溶体晶格相同的组元，一般在合金中含量较 多。 ③溶质：以原子状态分布在溶剂晶格中，一般含量较少。
性能 导电性、导热性、化学稳定性以及美丽 的金属光泽等等。强度、硬度、耐磨性、 等机械性能都比较差，不适合各种机械 性能要求高的各种机械零件和工模具等。
配制时可以显著改变金属材料的结构、 组织和性能。强度、硬度、耐磨性、等 机械性能都比纯金属高很多，具有纯金 属的导电性、导热性、化学稳定性以及 美丽的金属光泽等等性能。
两相 合金
合金的生产方法
熔炼
合金溶液 T﹤T结晶 结晶
形核Baidu Nhomakorabea成长
结晶产物中含有两种或 者多种元素的小晶体
第一节 固态金属中的相结构
一﹑合金的相结构
相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并 与其他部分有界面分开的均匀组成部分。 ➢ 合金的相结构：是指合金组织中相的晶体结构。
（不同的相原子排列方式是不同的）
元素周期表读音
1氢(qīng) 2氦(hài) 3锂(lǐ) 4铍(pí) 5硼(péng) 6碳(tàn) 7氮(dàn) 8氧 (yǎng) 9氟(fú) 10氖(nǎi) 11钠(nà) 12镁(měi) 13铝(lǚ) 14硅(guī) 15磷 (lín) 16硫(liú) 17氯(lǜ) 18氩(yà) 19钾(jiǎ) 20钙(gài) 21钪(kàng) 22钛 (tài) 23钒(fán) 24铬(gè) 25锰(měng) 26铁(tiě) 27钴(gǔ) 28镍(niè) 29铜 (tóng) 30锌(xīn) 31镓(jiā) 32锗(zhě) 33砷(shēn) 34硒(xī) 35溴(xiù) 36 氪(kè) 37铷(rú) 38锶(sī) 39钇(yǐ) 40锆(gào) 41铌(ní) 42钼(mù) 43锝 (dé) 44钌(liǎo) 45铑(lǎo) 46钯(bǎ) 47银(yín) 48镉(gé) 49铟(yīn) 50锡(xī) 51锑(tī) 52碲(dì) 53碘(diǎn) 54氙(xiān) 55铯(sè) 56 钡(bèi) 57镧(lán) 58铈(shì) 59镨(pǔ) 60钕(nǚ) 61钷(pǒ) 62钐(shān) 63 铕(yǒu) 64钆(gá) 65铽(tè) 66镝(dī) 67钬(huǒ) 68铒(ěr) 69铥(diū) 70镱 (yì) 71镥(lǔ) 72铪(hā) 73钽(tǎn) 74钨(wū) 75铼(lái) 76锇(é) 77铱(yī) 78铂(bó) 79金(jīn) 80汞(gǒng) 81铊(tā) 82铅(qiān) 83铋(bì) 84钋(pō) 89锕(ā) 90钍(tǔ) 91镤(pú) 92铀(yóu) 93镎(ná) 94钚(bù) 95镅(méi) 96 锔(jú) 97锫(péi) 98锎(kāi) 99锿(āi) 100镄(fèi) 101钔(mén) 102锘(nuò) 103铹(láo) 104钅卢(lú) 105钅杜(dù) 106钅喜(xǐ) 107钅波(bō) 108钅 黑(hēi) 109钅麦(mài) 110钅达(dá) 111钅仑lún)
2.溶质元素在固溶体中的溶解度 浓度：溶质原子溶于固溶体中的量，通常用质量百分数或原子 百分数表示
置换固溶体
间隙固溶体
固溶体类型
间
置
隙
换
固
固
溶
溶
Z体
体
Z
置换原子
间隙原子
Y Y
X X
固溶体按分布的有序度分：
分无序固溶体 有序固溶体
溶质原子有规则分布的为有序固溶体，无规则分布 的为无序固溶体。 有序固溶体（ 加热到某一临界温度 ） 无序固溶体 有 序化温度
溶质原子在间隙固溶体中只能呈系统分部，形成 无序固溶体。
什么是合金？
合金是通过什么方法获得？工业中为什么要大量熔炼合金， 以及合金与纯金属在性能上有什么特点？
名称
用途
十分广泛，比如说各种导 电体、传热器、以及许多 纯金属 装饰品、各种器皿、防护 层等。大多是由纯铜、纯 铝以及金、银、铂等纯金 属制成。约79种。
目前人们配制的合金的应 用要比纯金属广泛得多。 合金 合金种类上万种。
一﹑基本概念
单相
合金
➢ 合金中相与相之间有明显的
界面。液态合金通常都为单相
液体。固态下，由一个固相组
成时称为单相合金，由两个以
上固相组成时称为多相合金。
5.显微组织：实质上是指在显微 镜下观察到的金属中各相或各晶 粒的形态、数量、大小和分布的 组合。
（组织反映材料的相组成，相形 态，大小和分布状况，因此组织 是决定材料最终性能的关键）
第一节 固态金属中的相结构
一﹑基本概念
3﹑合金系：有若干给定组元按不同比例配出一系列成分不 同的合金，这一系列合金构成的一个合金系统。如黄铜是铜 与锌组成的二元合金系。
组成合金的元素相互作用可形成不同的相。 4﹑相：是指金属或合金中凡化学成分相同、晶体结构相 同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。液态物 质为液相，固态物质为固相。
第一节 固态合金中的相结构
一﹑基本概念
1﹑合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性 的物质。
➢ 组成合金的元素可以全部是金属，也可是金属与非金属。
2﹑组元：组成合金的最基本的、独立的物质。可以是化学
元素，或者是稳定的化合物,如Fe3C。
根据组成合金组元数目的多少，合金可以分为二元合金、 三元合金和多元合金。
➢1.固溶体的分类：
（1）根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置不同，可将固溶体 分为置换固溶体与间隙固溶体两种。
➢置换固溶体：溶剂晶格结点上的部分原子被溶质原子所取 代的固溶体。
➢间隙固溶体：溶质原子进入溶剂晶格的间隙而形成的固溶体。
一般规律是溶质元素的 原子直径与溶剂原子直 径之比小于0.59时，易于 形成间隙固溶体，而在 直径大小差不多的元素 之间易于形成置换固溶 体。
2.金属化合物
二﹑固溶体
①固溶体：合金的组元间以不同的比例相互混合，混合后 形成的晶体结构与某一组元的晶体结构相同，这种相就是 固溶体，这种组元叫溶剂，其他的组元叫溶质。 ②溶剂：与固溶体晶格相同的组元，一般在合金中含量较 多。 ③溶质：以原子状态分布在溶剂晶格中，一般含量较少。
性能 导电性、导热性、化学稳定性以及美丽 的金属光泽等等。强度、硬度、耐磨性、 等机械性能都比较差，不适合各种机械 性能要求高的各种机械零件和工模具等。
配制时可以显著改变金属材料的结构、 组织和性能。强度、硬度、耐磨性、等 机械性能都比纯金属高很多，具有纯金 属的导电性、导热性、化学稳定性以及 美丽的金属光泽等等性能。
两相 合金
合金的生产方法
熔炼
合金溶液 T﹤T结晶 结晶
形核Baidu Nhomakorabea成长
结晶产物中含有两种或 者多种元素的小晶体
第一节 固态金属中的相结构
一﹑合金的相结构
相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并 与其他部分有界面分开的均匀组成部分。 ➢ 合金的相结构：是指合金组织中相的晶体结构。
（不同的相原子排列方式是不同的）
元素周期表读音
1氢(qīng) 2氦(hài) 3锂(lǐ) 4铍(pí) 5硼(péng) 6碳(tàn) 7氮(dàn) 8氧 (yǎng) 9氟(fú) 10氖(nǎi) 11钠(nà) 12镁(měi) 13铝(lǚ) 14硅(guī) 15磷 (lín) 16硫(liú) 17氯(lǜ) 18氩(yà) 19钾(jiǎ) 20钙(gài) 21钪(kàng) 22钛 (tài) 23钒(fán) 24铬(gè) 25锰(měng) 26铁(tiě) 27钴(gǔ) 28镍(niè) 29铜 (tóng) 30锌(xīn) 31镓(jiā) 32锗(zhě) 33砷(shēn) 34硒(xī) 35溴(xiù) 36 氪(kè) 37铷(rú) 38锶(sī) 39钇(yǐ) 40锆(gào) 41铌(ní) 42钼(mù) 43锝 (dé) 44钌(liǎo) 45铑(lǎo) 46钯(bǎ) 47银(yín) 48镉(gé) 49铟(yīn) 50锡(xī) 51锑(tī) 52碲(dì) 53碘(diǎn) 54氙(xiān) 55铯(sè) 56 钡(bèi) 57镧(lán) 58铈(shì) 59镨(pǔ) 60钕(nǚ) 61钷(pǒ) 62钐(shān) 63 铕(yǒu) 64钆(gá) 65铽(tè) 66镝(dī) 67钬(huǒ) 68铒(ěr) 69铥(diū) 70镱 (yì) 71镥(lǔ) 72铪(hā) 73钽(tǎn) 74钨(wū) 75铼(lái) 76锇(é) 77铱(yī) 78铂(bó) 79金(jīn) 80汞(gǒng) 81铊(tā) 82铅(qiān) 83铋(bì) 84钋(pō) 89锕(ā) 90钍(tǔ) 91镤(pú) 92铀(yóu) 93镎(ná) 94钚(bù) 95镅(méi) 96 锔(jú) 97锫(péi) 98锎(kāi) 99锿(āi) 100镄(fèi) 101钔(mén) 102锘(nuò) 103铹(láo) 104钅卢(lú) 105钅杜(dù) 106钅喜(xǐ) 107钅波(bō) 108钅 黑(hēi) 109钅麦(mài) 110钅达(dá) 111钅仑lún)
2.溶质元素在固溶体中的溶解度 浓度：溶质原子溶于固溶体中的量，通常用质量百分数或原子 百分数表示
置换固溶体
间隙固溶体
固溶体类型
间
置
隙
换
固
固
溶
溶
Z体
体
Z
置换原子
间隙原子
Y Y
X X
固溶体按分布的有序度分：
分无序固溶体 有序固溶体
溶质原子有规则分布的为有序固溶体，无规则分布 的为无序固溶体。 有序固溶体（ 加热到某一临界温度 ） 无序固溶体 有 序化温度
溶质原子在间隙固溶体中只能呈系统分部，形成 无序固溶体。
什么是合金？
合金是通过什么方法获得？工业中为什么要大量熔炼合金， 以及合金与纯金属在性能上有什么特点？
名称
用途
十分广泛，比如说各种导 电体、传热器、以及许多 纯金属 装饰品、各种器皿、防护 层等。大多是由纯铜、纯 铝以及金、银、铂等纯金 属制成。约79种。
目前人们配制的合金的应 用要比纯金属广泛得多。 合金 合金种类上万种。
一﹑基本概念
单相
合金
➢ 合金中相与相之间有明显的
界面。液态合金通常都为单相
液体。固态下，由一个固相组
成时称为单相合金，由两个以
上固相组成时称为多相合金。
5.显微组织：实质上是指在显微 镜下观察到的金属中各相或各晶 粒的形态、数量、大小和分布的 组合。
（组织反映材料的相组成，相形 态，大小和分布状况，因此组织 是决定材料最终性能的关键）
第一节 固态金属中的相结构
一﹑基本概念
3﹑合金系：有若干给定组元按不同比例配出一系列成分不 同的合金，这一系列合金构成的一个合金系统。如黄铜是铜 与锌组成的二元合金系。
组成合金的元素相互作用可形成不同的相。 4﹑相：是指金属或合金中凡化学成分相同、晶体结构相 同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。液态物 质为液相，固态物质为固相。
第一节 固态合金中的相结构
一﹑基本概念
1﹑合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性 的物质。
➢ 组成合金的元素可以全部是金属，也可是金属与非金属。
2﹑组元：组成合金的最基本的、独立的物质。可以是化学
元素，或者是稳定的化合物,如Fe3C。
根据组成合金组元数目的多少，合金可以分为二元合金、 三元合金和多元合金。
➢1.固溶体的分类：
（1）根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置不同，可将固溶体 分为置换固溶体与间隙固溶体两种。
➢置换固溶体：溶剂晶格结点上的部分原子被溶质原子所取 代的固溶体。
➢间隙固溶体：溶质原子进入溶剂晶格的间隙而形成的固溶体。
一般规律是溶质元素的 原子直径与溶剂原子直 径之比小于0.59时，易于 形成间隙固溶体，而在 直径大小差不多的元素 之间易于形成置换固溶 体。