材料科学基础第7章合金的相结构与结晶资料
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材料科学基础考研知识点总结
材料科学基础考研知识点总结第一章原子结构和键合1.原子键合●金属键●离子键●共价键●氢键●范德华力：静电力诱导力色散力第二章固体结构1.晶体学基础●空间点阵和晶胞●七个晶系14种点阵2.金属的晶体结构●晶体结构和空间点阵的区别3.合金的相结构●晶相指数和晶面指数●晶向指数●晶面指数●六方晶系指数●晶带●晶面间距●晶体的对称性●宏观对称元素●极射投影●金属的晶体结构●三种典型的金属的晶体结构●多晶型性●置换固溶体●间隙固溶体●固溶体的围观不均匀性●影响固溶度的主要因素●固溶体的性质●中间相●正常价化合物●电子化合物●与原子尺寸因素相关的化合物●超结构（有序固溶体）4.常见离子晶体结构●离子晶体配位规则（鲍林规则）●负离子配位多面体规则（引入临界离子半径比值）●电价规则（整体不显电性）●负离子多面体共顶，棱和面规则（由于共用顶，棱和面间距下降，导致库仑力上升，稳定性下降）●不同种类正离子配位多面体规则（能量越高区域越分散）●节约规则（【俄罗斯方块原理】）●典型离子晶体结构●AB型化合物【CsCl结构 NaCl结构 ZnS型结构】●AB2型化合物结构【CaF2 萤石 TiO2金红石型结构】●硅酸盐的晶体结构●孤岛状硅酸盐●组群状硅酸盐●链状硅酸盐●层状硅酸盐●架状硅酸盐5.共价晶体结构第三章晶体中的缺陷1.点缺陷●点缺陷形成●点缺陷的平衡浓度2.位错●刃型位错●螺型位错●混合位错●伯氏矢量●位错运动●位错弹性性质（认识）●位错生成与增值●实际位错中伯氏矢量3.面缺陷●外表面与内表面（了解）●晶界和亚晶界●晶界的特性●孪晶界●相界第四章固体中的扩散1.扩散的表象理论●菲克第一定律●菲克第二定律●扩散方程●置换固溶体扩散（柯肯达尔效应）2.扩散热力学●扩散的热力学分析（上坡扩散）3.扩散的微观理论与机制●扩散机制●晶界扩散及表面扩散●扩散系数4.扩散激活能5.影响扩散的因素●温度●晶体结构●晶体缺陷●化学成分●应力作用6.反应扩散7.离子晶体中的扩散第五章材料的变形1.弹性变形●弹性的不完整性●包申格效应●弹性后效●弹性滞后2.黏弹性变形3.塑性变形●单晶体塑性变形●滑移●孪生●扭折●多晶体的塑性变形●晶粒取向的影响●晶界的影响●合金的塑性变形●单相固溶体塑性变形●影响因素●曲服现象●应变实效●多相合金的塑性变形●弥散分布型合金的塑性变形●塑性变形对组织性能影响●显微组织变化●亚结构变化●性能变化●形变织构●残余应力4.回复与再结晶●冷变形金属在加热时组织与性能的变化●回复●再结晶●晶粒的长大5.热加工●动态回复●动态再结晶●蠕变●超塑性第六章凝固1.相平衡和相率●吉布斯相律2.纯晶体的凝固●液态结构●晶体凝固的热力学条件●形核●晶粒长大●结晶动力学及凝固组织●凝固理论应用3.合金的凝固●正常凝固●区域熔炼●合金成分过冷4.铸锭组织与凝固技术●铸锭的宏观组织●铸锭的缺陷第七章相图1.二元相图基础●2.二元相图●匀晶相图●共晶相图●包晶相图●铁碳相图3.三元相图基●基本特点●表示方法●杠杠定律及重心定律第八章材料的亚稳态1.纳米材料2.准晶3.非晶态4.固态相变形成亚稳相●固体相变形成的亚稳相●固溶体脱溶分解产物●脱熔转变●连续脱溶●不连续脱溶●脱溶过程亚稳相●脱溶分解对性能影响●马氏体转变●特征●形态●贝氏体转变●钢中贝氏体转变特征●贝氏体转变的基本特征。
材料科学基础-第7章-三元相图
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平衡两相浓度变化规律（蝴蝶形规律） 图7-57 平衡两相浓度变化规律（蝴蝶形规律） （a）匀晶转变时 （b）三相平衡转变之前 （c）脱溶转变时 ） ） ）
C
5
B
（2）已知成分确定点 标出 75%A+10%B+15%C 70 的合金 60
B% 50 40 30 20 10 A 90 80 70
6
90 80
10 20 30 40 50 C% 60 70 80 90
60
50 40 ← A%
30
20
10
6
C
2.两条特例线 两条特例线
（1）与某一边平行的直线，含对角组元浓度相等。 与某一边平行的直线，含对角组元浓度相等。 B B%=Aa/AB=定值 定值 C%
24
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7.8.4 三元共晶相图 应用： 应用：
可确定合金在该温度下的相组成； 可确定合金在该温度下的相组成； 可运用杠杆定律 重心法则确定合金中各相 杠杆定律和 可运用杠杆定律和重心法则确定合金中各相 的成分及其含量。 的成分及其含量。
25
25
7.8.4三元共晶相图 三元共晶相图
2.垂直截面与投影图 垂直截面与投影图 b1
A
4
B
B%
C%
O C
4
← A%
B
练习：确定合金I 练习：确定合金I成分
I 点：
80
90
10 20 30 40 50 C% 60
A%=60% B%=30% C%=10%
70 60 B% 50 40 30 20 I
70 80 90
10 A 90 80 70 60 5 50 40 ← A% 30 20 10
材料科学基础名词解释
材料科学基础名词解释1、晶体：原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点，各向异性。
2、中间相：两组元A和B组成合金时，除了形成以A为基或以B为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A、B两组员均不相同的新相。
由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。
3、亚稳相：亚稳相指的是热力学上不能稳定存在，但在快速冷却或加热过程中，由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转变为稳定相而暂时稳定存在的一种相。
4、配位数: 晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
5、再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态，这个过程称为再结晶（指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程）。
6、伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织称为共晶组织。
7、交滑移：当某一螺型位错在原滑移面上滑移受阻时，有可能从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面上去继续滑移，这一过程称为交滑移。
8、过时效：铝合金经固溶处理后，在加热保温过程中将先后析出GP区，，和，在开始保温阶段，随保温时间延长，硬度强度上升，当保温时间延长，将析出，这时材料的硬度强度将下降，这种现象称为过时效。
9、形变强化：金属经冷塑性变形后，其强度硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为形变强化。
10、固溶强化：由于合金元素（杂质）的加入，导致的以金属为基体的强度得到加强的现象。
11、弥散强化：许多材料由两相或多相构成，如果其中一相为细小的颗粒并弥散分布在材料内，这种材料的强度往往会增加，称为弥散强化。
12、不全位错: 柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为不全位错。
13、扩展位错：通常指一个全位错分解为两个不全位错，中间夹杂着一个堆垛层错的整个位错形态。
14、螺型位错：位错附近的原子按螺旋形排列的位错称为螺型位错。
材料科学基础第7章下
大多数金属结晶时是以树枝晶方式长大的，在柱状晶合粗大的中 心等轴晶形成过程中，由于树枝晶的充分发展以及各晶枝间相互穿插 合封锁作用，使一部分液体被孤立分隔于各枝晶之间，凝固收缩时得 不到液体的补充，于是在结晶结束后，便在这些区域形成许多分散的 显微缩孔，称为疏松。疏松使铸锭的只密度降低，在一般情况下，疏 松处没有杂质，表面也未被氧化，在压力加工时可以焊合。
图7.51 成分过冷的产生示意图 （a）相图 （b）成分过冷 （c） 成分过冷区
（二）产生成分过冷的临界条件
假定相图的液相线为直线，其斜率为m（相当于每1％溶质浓度所 降低的温度），则液相线可表示为：
TL Tm mCL
பைடு நூலகம்
式中Tm为纯A的熔点，则
TL
Tm
mC0
1
1
k0 k0
exp
Rx D
G1时，成分过冷消失，产生成分过冷的必要条件为T﹤TL，即：
Ti Gx
Ti
mC0
(1 k0
k0
)
1
exp
Rx D
对液体而言，D较大，Rx/D较小，则
所以有：
exp
Rx D
1
Rx D
G mC0 • 1 k0 R D k0
此式即为产生成分过冷的临界条件。从中可以看出，液体的温度
梯度小，成长速度大，组元的扩散能力弱，液相线陡峭以及液相线和
图7.44 水平单相凝固示意图
（一）液体中仅借扩散而混合的情况
CS
C
0
1
X L
11
C0
CL
C0
1
1 K0 K0
exp
RX D
图7.45 液相中只有扩散的单相结晶过程
图7.51 成分过冷的产生示意图 （a）相图 （b）成分过冷 （c） 成分过冷区
（二）产生成分过冷的临界条件
假定相图的液相线为直线，其斜率为m（相当于每1％溶质浓度所 降低的温度），则液相线可表示为：
TL Tm mCL
பைடு நூலகம்
式中Tm为纯A的熔点，则
TL
Tm
mC0
1
1
k0 k0
exp
Rx D
G1时，成分过冷消失，产生成分过冷的必要条件为T﹤TL，即：
Ti Gx
Ti
mC0
(1 k0
k0
)
1
exp
Rx D
对液体而言，D较大，Rx/D较小，则
所以有：
exp
Rx D
1
Rx D
G mC0 • 1 k0 R D k0
此式即为产生成分过冷的临界条件。从中可以看出，液体的温度
梯度小，成长速度大，组元的扩散能力弱，液相线陡峭以及液相线和
图7.44 水平单相凝固示意图
（一）液体中仅借扩散而混合的情况
CS
C
0
1
X L
11
C0
CL
C0
1
1 K0 K0
exp
RX D
图7.45 液相中只有扩散的单相结晶过程
第7章 三元合金相图
7.3.1 相图分析
三元匀晶相图（a）及冷却曲线（b）
三个组元在液态 和固态均无限互 溶的相图为三元 匀晶相图，见左 图三元匀晶相图 （a）及冷却曲 线（b）。
7.3.2 结晶过程分析
三元固溶体在结晶过程中液、固相成分的变化
任一合金O，由L缓冷，当冷到L 面t1时开始凝固，结晶出成分为S1 的固溶体，这时L的成分=合金O 的成分。随T↓，固相沿固相面变 化，而对应的L沿液相面变化，分 别形成两条空间曲线，冷到 t4 时 固相成分=合金O的成分，与固相 面相交，凝固结束。
不同温度下的等温截面图 TA > TC > TB > TE3 >TE1 > TE2 > TE
7.4.5 变温截面
在变温截面上可研究合金的结晶过程， 但不能确定平衡相的成分及相对量。
不同成分合金的变温截面图
小结
1. 三元平衡相的定量法则 2. 三元匀晶相图 等温截面：共轭线；
结晶过程：蝶翼形曲线 相图分析：点、线、面、区 投影图：结晶过程 3. 三元共晶相图 计算相、组织相对量 等温截面 变温截面
相的相对量可用重心法则求出：
组织的相对量可用直线法则和杠杆定律确定：
如合金O，计算其组织相对量。 ①用直线法则：连接AO延长交于m（为未发生二元共晶
转变时L的成分），初晶A与L的成分已经确定，相对 量用杠杆定律求出：
②用直线法则：连接EO延长交于g
7.4.4 等温截面
可确定合金在一定T下所存在的平衡相，可用直线、 杠杆、重心确定合金中各相的成分及相对量。 温度关系：TA > TC > TB > TE3 >TE1 > TE2 > TE
1. 等含量规则:平行于△某一 条边的直线(如ef)，此线上的合金， 组元B的含量为一定值 （WB%=Ae%）.
大学材料科学基础 第七章-相变
一、扩散控制长大
新相界面迁移速度快于溶质原子在母相中的扩散速度， 新相长大速度由扩散速度来决定。
设合金成分为Co，由母 相α中析出新相β，新相成分为 Cβ>Co，两相界面上的平衡浓 度为Ce<Co，如果在dt时间内 单位面积的新相向前生长了dx 距离，则新增体积1×dx中溶 质的增量为（Cβ－Ce）dx，这 些溶质需通过它们在母相中的 扩散来提供，
界面结构有三种：共格、半共格和非共格，对于非共格 界面，原子只要越过界面就能被新相所接受，成为新相的 一员，新相能够连续长大，因为两相间无确定的位向关系。 但对于共格和半共格界面，为保持新相和母相间的共格和 半共格关系，原子越过界面后不一定能够被新相所接受， 见图7－25。针对这一特点，提出台阶生长机制模型。 界面控制长大时新相生长速度： v ＝ k (Co－Ce) (1－y) / Cβ
金属钴Co中, α-Co (fcc) 向 β-Co (hcp) 转变， （111）α‖(0001) β , [101]α‖[1120] β 钢中淬火时，奥氏体转变成马氏体， The Nishiyama-Wasserman (N－W) relationship ： （111）fcc ‖(110) bcc , [101] fcc‖[001] bcc
The Kurdjumov-Sachs (K－S) relationship：
（111）fcc ‖(110) bcc ，[011] fcc‖[111] bcc
2．半共格界面 （ Semi-coherent interfaces ）
两个相的晶格常数不 可能完全相等，界面总 是存在一定的错配度， 随错配度的增大，界面 上的弹性应变能也随之 增大，当其超过新相的 弹性极限时，共格界面 就不能维持，代之以半 共格界面。在这种界面 上，大部分区域原子依 然保持共格，通过引入 刃型位错来调整晶格常 数不等所造成的界面原 子不匹配，这种位错称 为失配位错。
材料科学基础-第七章_扩散
J D dC dx
扩散第一方程
式中：J－扩散通量（Diffusion Flux）；
D－扩散系数（Diffusion Coefficient）；
dC/dx－体积浓度梯度（Concentration Gradient）；
“－”表示物质扩散方向与浓度梯度方向相反，即扩散从浓度高处
向
浓度低处进行。
提示：
菲克第一定律描述的是浓度仅随距离变化，而不随时间变化的扩散过 程，这种扩散即稳定态扩散。
解得：q D(2πlt) dC dln r
通过实验可求得q和碳含量沿筒壁的径 向分布，作出C－lnr曲线，即可求出D。
l
测定扩散系数的示意图
1000C时lnr与C的关系
第七章 扩散－§7.2 扩散定律
二、菲克第二定律（Fick’s Second Law）
扩散过程大多为非稳定态扩散，即各点的浓度不仅随距离变化，而且还 随时间变化。
第七章 固态金属中的扩散
Chapter 7 Diffusion in Metals and Alloys
主要内容：
概述 扩散定律 影响扩散的因素 扩散机制
第七章 扩散
扩散是物质中原子（或分子）的迁移现象，是物质传输的一种形式。 在一定温度下，物质内部能量较高的原子可以脱离周围原子的束缚，离开 其原来的平衡位置跃迁至一个新的位置，从而发生原子的迁移。大量的原子 迁移造成物质的宏观流动，即扩散。 在固体中，原子或分子的迁移只能靠扩散来进行。
2.7 0.999
第七章 扩散－§7.2 扩散定律
代入原式：
C C1 C2 C1 C2 2 xቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 Dt eβ2 dβ C1 C2 C1 C2 erf( x )
结晶与相图资料
2.共晶相图
液相无限互溶、固相有限互溶；冷却时发生共晶反应的相图，称为共 晶相图。
LE a C + b D
A L
温度
α
L+α C E α +β
B L+β D β
F Pb
wSn（% ） 图 共晶相图
G Sn
图 共晶转变
（1）相图分析
相区
单相区：L、α、β 双相区：L+α、L+β、α+β
相线
液态金属冷至1点温度后，发生匀晶反应生成初生α相。当温度降至2 点（共晶线）时，剩余液相将在恒温下发生共晶转变而形成共晶体。 温度继续下降，初生α相中不断析出βⅡ，合金的室温组织为初生 α+βⅡ+(α+β)。
④合金Ⅳ （过共晶合金）
与亚共晶合金相似，不同的是一次相为 b , 二次相为aⅡ 合金的室温组织为bⅠ+(a+b)+aⅡ。
3. 晶粒大小的控制
金属结晶后，获得由大量晶粒组成的多晶体。在一般情况下，晶粒越 小，金属的强度、塑性和韧性就越好。
图 钢中晶粒度标准级别图
3.1.3同素异构转变
有些金属在固态下，随着外界条件的变化而转变成不同类型的晶体结 构，称为同素异构转变。
金属的同素异构转变称为二次结晶或重结晶。
3.1.2纯金属的结晶
物质从液态到固态的转变称为凝固。 若凝固后的物质为晶体，则称为结晶。
液体
晶体
杂乱无章的原子
结晶
有规律的周期性排列
图 结晶示意图
1．金属结晶的条件
胡赓祥《材料科学基础》第3版章节题库(二元系相图和合金的凝固与制备原理)【圣才出品】
2．为什么拉伸能提高结晶高分子的结晶度？ 答：由ΔG＝ΔH－TΔS 可知，自由能ΔG 必须小于零，结晶过程才能自发进行。物质从 非晶态到晶态，其中分子的排列是从无序到有序的过程，熵总是减小的，即ΔS＜0，此时－ TΔS＞0，而ΔH＜0（放热）。要使ΔG＜0，必须|ΔH|＞T|ΔS|。若某些高分子从非晶相到晶 相，|ΔS|很大，而结晶的热效应ΔH 很小，要使|ΔH|＞T|ΔS|只有两种途径：降低 T 或降低| ΔS|。但过分降低温度则分子流动困难，可能变成玻璃态而不结晶。若降低|ΔS|，可采用在 结晶前对高分子进行拉伸，使高分子链在非晶相中已经具有一定的有序性，这样，结晶时相 应的|ΔS|变小，使结晶能够进行。所以对结晶高分子，拉伸有利于提高结晶度。例如：天然 橡胶在常温下结晶需要几十年，而拉伸时只要几秒钟就能结晶。
3．简述高分子合金化的方法和优点。
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答：高分子合金是由两种以上组元聚合的复合体。 高分子合金的制备方法可以分为物理方法和化学方法。物理共混法包括干粉共混、熔融 共混及乳凝共混等方法，最常用的是熔融共混。化学共混法主要有共聚-共混法和互穿聚合 物网络法。 高分子通过合金化，可克服单组元高分子（均聚物）的某些性能的弱点，例如：聚丙烯 （PP）低温容易脆裂，但通过与顺丁胶（BR）共混合可明显提高聚丙烯的韧性；还可拓宽 高分子的用途。
4．指出下列相图中的错误（如图 7-1 所示），并加以改正。
答：如图 7-2 所示。
图 7-1
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图 7-2 （1）任何温度下所作的连接线两端必须分别相交于液相线和固相线，不能相交于单一 液相线或单一固相线。 （2）A 组元的凝固温度恒定，所以液、固相线在 A 成分处相交于一点。 （3）在两元系的三相平衡反应中，三相的成分是唯一的。 （4）在两元系只能出现三相平衡反应。 5．根据图 7-3 分析，为什么含碳量小于 0.8%时随着含碳量增加临界冷却速度降低？ 而含碳量大于 1.0%时随着含碳量增加临界冷却速度升高？
材料科学基础复习试题（卷）和部分答案解析
材料科学基础复习试题（卷）和部分答案解析单项选择题：第1章原⼦结构与键合1.⾼分⼦材料中的C-H化学键属于。
（A）氢键（B）离⼦键（C）共价键2.属于物理键的是。
（A）共价键（B）范德华⼒（C）离⼦键3.化学键中通过共⽤电⼦对形成的是。
（A）共价键（B）离⼦键（C）⾦属键第2章固体结构4.以下不具有多晶型性的⾦属是。
（A）铜（B）锰（C）铁5.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性⾏为最显著的是。
（A）fcc （B）bcc （C）hcp6.与过渡⾦属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A）氮（B）碳（C）硼7.⾯⼼⽴⽅晶体的孪晶⾯是。
（A）{112} （B）{110} （C）{111}8.以下属于正常价化合物的是。
（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C第3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时⼜产⽣间隙原⼦，这样的缺陷称为。
（A）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷10.原⼦迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。
（A）肖脱基缺陷（B）Frank缺陷（C）堆垛层错11.刃型位错的滑移⽅向与位错线之间的⼏何关系是？（A）垂直（B）平⾏（C）交叉12.能进⾏攀移的位错必然是。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错13.以下材料中既存在晶界、⼜存在相界的是（A）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合⾦14.⼤⾓度晶界具有____________个⾃由度。
（A）3 （B）4 （C）5第4章固体中原⼦及分⼦的运动15.菲克第⼀定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
（A）距离（B）时间（C）温度16.在置换型固溶体中，原⼦扩散的⽅式⼀般为。
（A）原⼦互换机制（B）间隙机制（C）空位机制17.固体中原⼦和分⼦迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是（A）间隙机制（B）空位机制（C）交换机制18.原⼦扩散的驱动⼒是。
（4.2⾮授课内容）（A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度19.A和A-B合⾦焊合后发⽣柯肯达尔效应，测得界⾯向A试样⽅向移动，则。
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间隙固溶体与间隙相的区别
间隙固溶体
间隙相
晶格畸变
晶格改变
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晶格畸变
间隙固溶体
晶格类型
间隙相
晶格改变
间隙化合物
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第7章 相 图
(Phase diagram)
正常晶格
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晶格畸变
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晶格畸变
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小原子置换引起的 晶格畸变
间隙原子引起的 晶格畸变
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2、金属间化合物（intermetallic compound)
• 金属间化合物是合金组元间发生相互作用而生成的一种新相， 其晶格类型和性能不同于其中任一组元，因此性能也不同于组
0 1000 900 800 Temper 700 ature, ℃ 600 500 400 300 200 100 (Al) 0 Al 10 20 30 40 50 In, wt% 60 70 80 156℃ (ln) 90 100 660℃ 639℃ 5 10 In, at% 20 30 40 50 60 80 100
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(10) 根据半径的比值
rx 0.59 rM
间隙相
rx 0.59 rM
间隙化合物
间隙化合物中分为两类，一类是具有简单晶格 形式的间隙化合物。如VC、WC、TIC等
另一类是具有复杂结构的间隙 化合物，如Fe3C、Cr23C6、 Cr7C3、Fe4W2C等
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固溶体分类
置 换 固 溶 体 Z
置换原子
Z
间 隙 固 溶 体
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间隙原子
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X
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(6) （2）固溶体的性能 • 由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，变形抗 力增大，使金属的强度硬度升高的现象称为固溶强化 。 • 当溶质的质量分数适当时，固溶体不仅有着较纯金属高的 强度和硬度，而且有着好的塑性和韧性。 固溶强化形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象
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§7.2 相、相平衡及相图制作
(17)
7.2.1 相图的表示与测定 • 状态与成分表示法 •相图的建立： 测定合金的冷却（或加热）曲线 计算法： 实验法：热分析法，金相组织法，X射线分析法，硬度法， 电阻法，热膨胀法，磁性法。
配制一系列成分 的合金－测冷 却曲线－确定 转变温度－填 入坐标－绘出 曲线。
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合金与相 （alloy and phase)
(1)
2 相(phase) （1）相：材料中结构相同、成分和性能均一的组成部分。 （如单相、两相、多相合金。）
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(4) 合金中有两类基本相 —— 固溶体 和 化合物 二、合金的相结构 1、固溶体 合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形 成的均匀相，称为固溶体。 形成固溶体后，晶格保持不变的组元称溶 剂，晶格消失的组元称溶质。固溶体的晶格类 型与溶剂组元相同。如，Fe(C)固溶体。 （1）固溶体的分类 1）置换固溶体：若溶质原子代替一部分溶剂 原子而占据溶剂中的某些结点位置，称为置换 固溶体 。 2）间隙固溶体：溶质原子在溶剂晶格中并不 占据晶格结点的位置，而是在结点间的空隙中， 这种形式的固溶体称为间隙固溶体。
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§7.2 相、相平衡及相图制作
7.1.3 相图的表示与测定 横坐标：成分 纵坐标：温度 点图中任一：状态点 • 状态与成分表示法
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质量分数(w)和摩尔分 数 (x) 二元相图中的成分 按现在国家标准有两种 表示方法：质量分数和 摩尔分数。一般情况下， 如果没有特别注明，均 指质量分数。
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Cu
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Ni
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金属结晶的条件和过程
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§4.1 相、相平衡及相图制作
7.2.2 相图的表示与测定
(19)
由凝固开始温度连 接起来的相界线称为液 相线，由凝固终结温度 连接起来的相界线称为 固相线。
图4-2 用热分析建立Cu-Ni 相图。(a)冷却 曲线， (b)相图。
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In
Pb-Sn共晶相图
Al-In偏晶相图
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第7章 相 图
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相图：表示平衡条件下材料系统中相的状态与温度及 成分之间关系的一种图形。又称状态图或平衡图。
相图的用途：
由相图可以知道材料的凝固
或熔化温度及系统中可能发生 的固态相变或其他转变； 材料的性能与相图有一定关 系，掌握了有关相图的知识， 就可以通过相图预测材料的某 些性能。 相图是材料科学工作者必 不可少的 重要工具。
相图中由相界线划分出来的区域称为相区，表明 在此范围内存在的平衡相类型和数目。在二元相图中 有单相区和两相区。在相图中，任意一点都叫“表象 点”。一个表象点的坐标值反映一个给定合金的成分 和温度。在相图中由表象点所在的相区可以判定在该 温度下合金由哪些相组成。
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元。
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（1）金属间化合物的分类
1）正常价化合物 ——这类金属化合物通常由金属元素与周期表 中第IV、V、Ⅵ族的元素组成的。例如Mg2S、MnS、Mg2Si等， 其分子式符合原子价规律，并且成分是固定不变的。
2) 电子化合物 ——这类金属化合物是按一定电子浓度组成的具 有一定晶格类型的化合物 。 3) 间隙化合物 ——间隙化合物一般是由原子直径较大的过渡族 金属元素（Fe、Cr、Mo、W、V等）与原子直径较小的非金属 元素（H、C、N、B等）组成 。