第二章 合金的相结构与二元合金相图
由于纯金属的机械性能比较低，很难满足机械制造业对材料性能的要求，尤其是一些特殊性能如高强度、耐热、耐蚀、导磁、低膨胀等的要求，加上它冶炼困难，价格昂贵，所以在工业生产中广泛使用的金属材料主要是合金。
合金的性能比纯金属的优异，主要是因为合金的结构与组织与纯金属不同，而合金的组织是合金结晶后得到的，合金相图就是反映合金结晶过程的重要资料，也是制订各种热加工工艺的重要理论依据，所以本章着重介绍合金的结构与相图。
第一节 固态合金中的相结构
相：指具有相同结构，相同成分和性能（也可以是连续变化的）并以界面相互分开的均匀组成部分，如液相、固相是两个不同的相，合金在室温时只有一个相组成的合金称为单相合金，由两个相组成的合金称为两相合金。由多个相组成的合金称为多相合金。
组织：指用肉眼或显微镜观察到的材料内部形貌图像，一般用肉眼观察到的称为宏观组织，用显微镜放大后观察到的组织称为微观组织。
材料的组织是由相组成的，当组成相的数量、大小、形态和分布不同时，其组织也就不同。从而导致其性能不同，因此可以通过改变合金的组织来改变合金的性能。
合金：是由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或用其他方法制成的具有金属特性的物质。
合金系：由给定的若干组元按不同的比例配制成的一系列不同成分的合金，为一个合金系统，简称为合金系。如由A、B两个组元配制成的称为A-B二元系，同样由三个组元或多个组元配制成的称为三元系合金或多元系合金，本章主要介绍二元系合金的有关知识。
由于组成合金的各组元的结构和性质不同，因此它们在组成合金时，它们之间的相互作用也就不同，所以它们之间可以形成许多不同的相。但按这些相的结构特点，可以将它们分为两大类：即固溶体和金属间化合物。
固溶体的主要特点是：其晶体结构与溶剂组元的相同；而金属间化合物的主要特点是其晶体结构与两组元的结构均不相同，而是一种新的晶体结构。
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精品 第三章 二元合金的相结构与结晶
(一)填空题
1 合金的定义是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质。
2．合金中的组元是指
组成合金最基本的、独立的物质
。
3．固溶体的定义是
在固态条件下，一种组元“组分”溶解了其它组元而形成的单相晶态固体
4．Cr、V在γ-Fe中将形成
置换
固溶体。C、N则形成 间隙 固溶体。
5．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要 差
些。
6．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的高熔点组元。
7．共晶反应的特征是 由一定成分的恶液相同时结晶出成分一定的两个固相 ，其反应式为 L→a+β
8．匀晶反应的特征是 ，其反应式为
9．共析反应的特征是
，其反应式为
10．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为置换固溶体和间隙固溶体，按原子溶入量可以分为 有限固溶体 和 无限固溶体
11．合金的相结构有 固溶体 和 金属化合物 两种，前者具有较高的 塑性变形 性能，适合于做 基体 相；后者有较高的 高硬度 性能，适合于做 增强 相
12．看图4—1，请写出反应式和相区：
ABC 包晶反应 BACL ；DEF 共晶反应 FDCL ；GHI 共析反应 IGH ；
① L ；② ；③ ；④ ；⑤ L ；⑥
L ；
13．相的定义是 ，组织的定义是
14．间隙固溶体的晶体结构与溶剂的晶格类型 相同，而间隙相的晶体结构与 溶剂组元晶体结构 不同。
15．根据图4—2填出：
水平线反应式 ECD ；有限固溶体 、 、 无限固溶体 。
1第3章合金相结构与二元合金相图本章主要内容
合金相结构
二元合金相图建立
常见二元合金相图
合金相图与性能
概述
为何工业上很少使用纯金属，而多使用合
金？纯金属性能有限。
合金：两种或两种以上的金属，或金属与
非金属，经熔炼或烧结，或用其他方法组
合而成的具有金属特性的物质。
碳钢、铸铁：铁和碳
黄铜：铜和锌
青铜：铜和锡
3.1 合金相结构
3.1.1 基本概念
(1) 组元：组成合金最基本的、独立的物质。
(如二元、三元、多元合金)可以是元素，也
可以是化合物。
纯金属Cu-Ni合金中的Cu和Ni
化合物铁-硫化铁合金中的FeS
(2) 合金系：由给定组元以不同的比例配制成一
系列成分不同的合金的总称。如Fe-C，Fe-
Cr等。(3) 相和相结构
相：合金中结构相同、成分和性能均一并
以界面相互分开的组成部分。(如单相、
两相、多相合金。)
相的分类
固溶体(solid solution)：晶体结构与其某
一组元(溶剂)相同的相。溶剂-溶质。
金属化合物(intermetalliccompound)：
组成原子有固定比例，其结构与组成组元均
不相同的相。
2组织
用肉眼或借助某种工具(放大镜、光学显
微镜、电子显微镜等)观察到的材料形貌
图像。它取决于组成相的类型、形状、大
小、数量、分布等。
3.1.2 合金固溶体及类型
(1) 固溶体的分类
固溶体：固态下一种组元溶解在另一种组元
中形成的新相。晶格与溶剂晶格类型相同。
溶剂：晶格与固溶体相同的组元。
固溶度：溶质原子在溶剂中的最大含量(极
限溶解度)。
基本特征：保持原溶剂的晶体结构；有一定
的成份范围；具有比较明显的金属性质。
(1) 固溶体的分类
1) 按溶质原子在溶剂点阵中的位置分类
置换固溶体
间隙固溶体2) 按固溶度分类
有限固溶体：在一定条件下，溶质原子在
溶剂中的溶解度有一定限度。
无限固溶体：溶质原子可以任意比例溶入
溶剂晶格中。如Cu-Ni、Ag-Cu、Ti-Zr、
1 第三章 二元合金的相结构与结晶
一、填空题
1. Cr、V在γ-Fe中将形成 固溶体。C、N则形成 固溶体。
2. 与间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要 一些。
3. 固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的 熔点组元。
4. 共晶反应的特征是 ，其反应式为 。
5. 匀晶反应的特征是 ，其反应式为 。
6. 共析反应的特征是 ，其反应式为 。
7. 合金固溶体按溶质原子所处位置可分为 和 ，按原子溶入量可以分为 和 。
8. 合金的相结构有 和 两种，前者具有较高的 性能，适合于做 相；后者有较高的 性能，适合于做 相。
9.间隙固溶体的晶体结构与 相同，而间隙相的晶体结构与 不同。
10. 接近共晶成分的合金，其 性能较好。
11. 共晶组织的一般形态是 。
12. 固溶体合金，在铸造条件下，容易产生_______ 偏析，用__________ 方法处理可以消除 。
13. K0<1的固溶体合金非平衡凝固的过程中，K0越小，成分偏析越____ , 提纯效果越_____； 而K0>1的固溶体合金非平衡凝固的过程中，K0越大，成分偏析越____ , 提纯效果越_____。
