文档介绍：合金的相结构合金是由两种或两种以上金属元素,或金属和非金属元素组成的具有金属性质的物质。组成合金的基本物质称为组元。组元大多是元素,如铁碳合金的主要组元是铁和碳,有时也可以是稳定的化合物。由两个组元组成的合金为二元合金,由三个组元组成的合金称为三元合金等。“组织”是指用肉眼或借助于放大镜、显微镜观察到的材料内部的形态结构。“相”是金属或合金中具有相同化学成分、相同结构并以界面互相分开的各个均匀的组成部分。若合金是由成分、结构都相同的同一种晶粒构成的,则各晶粒虽有界面分开,却属于同一相;若合金是由成分、结构不同的几种晶粒所构成,它们将属于不同的几种相。一般把固态下的相统称为固相,而液体状态称为液相。固态合金的相,可分成两大类:固溶体和金属化合物。若相的晶体结构与某一组成元素的晶体结构相同,这种固相称为固溶体;若相的晶体结构与组成合金元素的晶体结构均不相同,这种固相称为金属化合物。1固溶体组成合金的元素互相溶解,形成一种与某一元素的晶体结构相同,并包含有其它元素的合金固相,称为固溶体。其中,与合金晶体结构相同的元素称为溶剂,其它元素称为溶质。固溶体一般用α、β、γ……来表示。(1)置换固溶体溶质原子占据溶剂晶格的某些结点位置而形成的固溶体称为置换固溶体,其结构见图2-2-13。通常,当溶剂与溶质原子尺寸相近,直径差别较小,容易形成置换固溶体;当直径差别大于15%时,就很难形成置换固溶体了。置换固溶体中原子的分布通常是任意的,称之为无序固溶体。在某些条件下,原子成为有规则的排列,称为有序固溶体。两者之间的转变称为固溶体的有序化。这时,合金的某些物理性能将发生很大的变化。图2-2-13置换固溶体(2)间隙固溶体溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体称为间隙固溶体,其中的溶质原子不占据晶格的正常位置,其结构见图2-2-14。图2-2-14间隙固溶体2金属化合物金属化合物是合金组元间相互作用所形成的一种晶格类型及性能均不同于任一组元的合金固相。一般可用分子式大致表示其组成。金属化合物一般有较高的熔点、较高的硬度和较大的脆性。合金中出现化合物时,可提高强度、硬度和耐磨性,但降低塑性。根据金属化合物的形成规律及结构特点,可将其分为三大类型。(1)正常价化合物周期表上相距较远,电化学性质相差较大的两元素容易形成正常价化合物。其特点是符合一般化合物的原子价规律,成分固定,并可用化学式表示。如Mg2Pb、Mg2Sn、Mg2Si、MnS等。正常价化合物具有高的硬度和脆性。当其在合金中弥散分布于固溶体基体中时,将起到强化相的作用,使合金强化。(2)电子化合物电子化合物是由第Ⅰ族或过渡族元素与第Ⅱ至第Ⅴ族元素结合而成的。它们不遵循原子价规律,而服从电子浓度规律。电子浓度是指合金中化合物的价电子数目与原子数目的比值。电子化合物具有高的熔点和硬度,但塑性较低,一般只能作为强化相存在于合金特别是有色金属合金中。电子化合物的结构取决于电子浓度,当电子浓度为3/2时,晶体结构为体心立方晶格,称为β相;电子浓度为21/13时,晶体结构为复杂立方晶格,称为γ相;电子浓度为7/4时,晶体结构为密排六方晶格,称为ε相。(3)间隙化合物间隙化合物是由过渡族金属元素与碳、氮、氢、硼等原子半径较小的非金属元素形成的金属化合物。根据组成元素原子半径比值及结构特征的不同,可将间隙化合物分为两类:a),形成具有简单晶格的间隙化合物,称为间隙相,如TiC、TiN、ZrC、VC、NbC、Mo2N、Fe2N等。图2-17是VC的晶格示意图。由图可见,VC为面心立方晶格,V原子占据晶格的正常位置,而C原子则规则地分布在晶格的空隙之中。间隙相具有极高的熔点、硬度和脆性,而且十分稳定,是高合金工具钢的重要组成相,也是硬质合金和高温金属陶瓷材料的重要组成相。b),形成具有复杂结构的间隙化合物。如钢中的Fe3C、Cr23C6、Fe4W2C、Cr7C3、Mn3C等。Fe3C称为渗碳体,具有复杂的斜方晶格。具有复杂结构的间隙化合物也具有很高的熔点、硬度和脆性,但与间隙相相比要稍低一些,加热时也易于分解。这类化合物是碳钢及合金钢中重要的组成相。金属化合物也可以溶入其它元素的原子,形成以金属化合物为基的固溶体。铜合金分类与牌号普通黄铜的相组成及各相的特性Cu-Zn二元系相图中的相有α、β、γ、δ、ε、η。:以铜为基的固溶体。α晶格常数随锌含量增加而增大,锌在铜中的溶解度与一般合金相反,随温度降低而增加,在456℃时固溶度达最大值(39%Zn);之后,锌在铜中的溶解度随温度的降低而减少。含锌25%左右合金,存在Cu3Zn化合物的两种有序化转