合金的相結(jié)構(gòu)

1、3-1 合金的相結(jié)構(gòu)合金的相結(jié)構(gòu)一、合金的基本概念一、合金的基本概念1、合金：、合金：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與 非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、組元：、組元：組成合金的最基本的、獨(dú)立的物質(zhì)。組成合金的最基本的、獨(dú)立的物質(zhì)。3、相：、相：合金中具有同一聚集狀態(tài)，成分和性能均一，并合金中具有同一聚集狀態(tài)，成分和性能均一，并以界面互相分開的組成部分。以界面互相分開的組成部分。 4、組織、組織：組成合金的各相成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性能和組成合金的各相成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、性能和各相的組合形貌。各相的組合形貌。二、合

2、金的相結(jié)構(gòu)二、合金的相結(jié)構(gòu) 固溶體固溶體 合金在固態(tài)下，組元間所能互相溶解而形成的合金在固態(tài)下，組元間所能互相溶解而形成的均勻相，固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與其中某一組元的晶均勻相，固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與其中某一組元的晶體結(jié)構(gòu)相同。體結(jié)構(gòu)相同。 固溶體的分類（按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位固溶體的分類（按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置）：置）： a: 間隙固溶體間隙固溶體 b: 置換固溶體置換固溶體1、 間隙固溶體（圖）間隙固溶體（圖） 間隙固溶體的概念間隙固溶體的概念 形成間隙固溶體的條件形成間隙固溶體的條件 d溶質(zhì)溶質(zhì)d 溶劑溶劑0.59 原子尺寸較小的溶質(zhì)元素有：原子尺寸較小的溶質(zhì)元素有：C、N、B、H、O

3、FeC合金中的間隙固溶體合金中的間隙固溶體 鐵素體鐵素體 奧氏體奧氏體 2、 置換固溶體置換固溶體(圖）圖）概念概念形成置換固溶體的條件形成置換固溶體的條件 (a)組元的晶體結(jié)構(gòu)類型組元的晶體結(jié)構(gòu)類型溶質(zhì)與溶劑晶格結(jié)構(gòu)相同則固溶度較大，反之較小。溶質(zhì)與溶劑晶格結(jié)構(gòu)相同則固溶度較大，反之較小。 (b)原子尺寸因素原子尺寸因素 溶劑原子半徑溶劑原子半徑rA與溶質(zhì)原子半徑與溶質(zhì)原子半徑rB的相對(duì)差的相對(duì)差(rA-rB) rA不超過不超過1415，有利于大量固溶，反之固溶度，有利于大量固溶，反之固溶度非常有限。非常有限。 (c)電負(fù)性因素電負(fù)性因素兩元素的電負(fù)性相差越大，化學(xué)親和力越強(qiáng)，則兩元素的電負(fù)

4、性相差越大，化學(xué)親和力越強(qiáng)，則傾向于形成化合物。傾向于形成化合物。(d)電子濃度因素電子濃度因素 電子濃度定義為合金中價(jià)電子數(shù)目與原子數(shù)目的電子濃度定義為合金中價(jià)電子數(shù)目與原子數(shù)目的比值。比值。%100原子數(shù)價(jià)電子數(shù)ae3、 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化溶質(zhì)溶于溶劑后形成固溶體，溶劑金屬的強(qiáng)度、溶質(zhì)溶于溶劑后形成固溶體，溶劑金屬的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低的現(xiàn)象。硬度增加，塑性、韌性降低的現(xiàn)象。 原因：由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格原因：由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，塑性變形抗力增大，結(jié)果使金屬材發(fā)生畸變，塑性變形抗力增大，結(jié)果使金屬材料的強(qiáng)度、硬度增高。料的強(qiáng)度、硬度增高。 金屬化

5、合物金屬化合物1、概念：、概念：異類原子組成具有與該組元均不相同的點(diǎn)陣結(jié)異類原子組成具有與該組元均不相同的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。一般可以用構(gòu)。一般可以用 分子式來大致表示其組成。分子式來大致表示其組成。FeC合金：合金：C% 00.0218% 鐵素體鐵素體 C在在Fe的間隙固的間隙固溶體溶體C% 0.0218% 一部分形成固溶體一部分形成固溶體Fe3C（一一部分）部分）2、分類、分類：3、 金屬化合物特點(diǎn)金屬化合物特點(diǎn)： 具有獨(dú)立的晶體結(jié)構(gòu)（即不同于溶質(zhì)，具有獨(dú)立的晶體結(jié)構(gòu)（即不同于溶質(zhì)，也不同于溶劑）。也不同于溶劑）。 熔點(diǎn)高，硬度高，可作為強(qiáng)化相。熔點(diǎn)高，硬度高，可作為強(qiáng)化相。間隙化合物（間隙相）電子

6、濃度化合物（、正常價(jià)化合物：aeABBAAB22 正常價(jià)化合物正常價(jià)化合物MgSe 、 Mg2Si、Mg2Sn 等。等。a：有分子式有分子式b：符合化合價(jià)規(guī)律符合化合價(jià)規(guī)律c：成分與分子式相同成分與分子式相同 電子化合物電子化合物電子濃度是指化合物中價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)的比電子濃度是指化合物中價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)的比值。值。電子濃度電子濃度:相原子數(shù)價(jià)電子數(shù)23C相1321C相47C 間隙化合物間隙化合物由原子直徑較大的過渡族金屬元素（由原子直徑較大的過渡族金屬元素（Fe、Cr、Mo、W、V等）和原子直徑較小的非金屬元素等）和原子直徑較小的非金屬元素（H、C、N、B等）所組成。等）所組成。 如：如：VC、Cr7