第一章 材料的结构与性能
第一节 金属材料的结构与组织
单元 1
单元 2
纯金属的晶体结构
合金的晶体结构及金属材料的组织
单元 3
第二节 金属材料的性能
金属材料的机械性能
单元 4 金属材料的工艺、物理和化学性能
素材库 习题库 目 录
单元 2
单元 2
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织
素材库 练习二 目 录
合金的晶体结构及金属材料的组织
-1
基本内容和要求
? 一, 基本概念
? 掌握 有关合金、组元、相、二元合金、组织等概念 。
? 二, 合金基本相的类型
? 了解 各自的种类、特点、形成过程及其对合金性能的影响。
? 三, 理解和掌握 固溶强化概念及其强化原理。
? 理解和掌握 弥散强化概念及其强化原理。
练习二 素材库
单元 2
目 录
-2 单元 2
一, 基本概念
合金 组元 二元合金
相 组织
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-3
1,合金
由两种或两种以上的金属
元素或金属元素和非金属元素
组成的具有金属特性的物质、
称为 合金 。
（ alloy）
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-4
2.组元
?组元 可以是金属, 非金属或稳定化合物。
组成合金的
独立的，最基本
的单元称 组元
由两种组元
组成的合金，称
为 二元合金。
3.二元合金
素材库 练习二 目 录
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2 -5
合金举例,
? 碳钢 （ carbon steel）,是铁与碳所组成的合金。
? 白铜,主要是铜与镍所组成的合金。
? 黄铜 (brass),是铜与锌等元素组成的合金。
合金 除具备纯金属的基本特性外，还可以拥有
纯金属所不能达到的一系列机械特性与理化特性,如
高强度, 高硬度, 高耐磨性, 强磁性, 耐蚀性 等。
练习二 目 录 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2 -6
4.相
? 在固态下，物质可以是单相的，也可以是多相的。
? 铁在同素异构转变过程中，会出现相的变化。
? 纯铁是单相的，而钢一般是双相或是多相的。
? 固态白铜（铜与镍二元合金）是单相的。
? 合金中有两类基本相,固溶体 和 金属化合物 。
在物质中，凡是成分相
同，结构相同并与其他部分
以界面分开的均匀组成部分，
称为 相 。
练习二 素材库 目 录
-7 单元 2
5.组织
? 合金的组织是由数量、大小、形状和分布方
式不同的各种相所组成的。
? 不同组织具有不同的性能。
? 由不同组织构成的材料具有不同的性能。
? 同一种钢经过不同的热处理可以获得不同的
组织，从而获得不同的性能。
? 45钢经过不同的热处理可以获得 珠光体、索
氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体 等组织。 并
获得不同的性能。
组织 是指用肉眼或显微镜等所
观察到的材料的微观形貌。
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-8
T8钢在 A1临
界点上下组
织和结构的
变化
练习二 素材库
请点击
目 录
-9 单元 2
T8钢加热时组织和结构的 转变
素材库 练习二
这是复杂晶体结构的 Fe3C
过程解释,
Fe3C和 α -Fe交界
（ Fe3C和铁素体晶界）
开始向 γ-Fe转变，同
时 C原子向一方扩散
最后形成含碳均匀的奥
氏体组织（即 C在 γ-Fe
中的间隙式固溶体）
目 录
单元 2 -10
纯铁加热时晶体结构的转变
纯铁 912℃ 以下为体
心立方的 α-Fe
加热到 912℃ α-Fe
开始向面 心立方 γ-
Fe转变
素材库 练习二 目 录
单元 2 -11
T8钢淬火
后发生的
组织和结
构的变化
练习二 素材库
请点击
目 录
单元 2 -12
不同铸铁组织类型金相图
练习二 素材库
请点击
目 录
单元 2 -13
铍青铜金相组织图
练习二 素材库
请点击
目 录
单元 2 -14
二、固溶体
合金中两组元在液态和固态
下都互相溶解，共同形成一
种成分和性能均匀的、且结
构与组元之一相同的固相，
称为 固溶体 。
固溶体
溶剂 + 溶质 一种固相
能够保持其原有晶格类
型并与固溶体晶格相同
的组元称为 溶剂 。
失去原有晶格类型的组
元称为 溶质,一般在合
金中含量较少。
(solid solution)
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-15
（一）固溶体的分类
根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置，
可将固溶体分为,间隙固溶体 和 置换固溶体 。
根据溶质原子在溶剂晶格中分布是否有规律可
将固溶体分为,有序固溶体 和 无序固溶体 。
根据溶质原子在溶剂晶格中的 溶解度 可将固
溶体分为,有限固溶体 和 无限固溶体 。
溶解度,指溶质在固溶体中的极限浓度。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-16
间隙固溶体 溶质原子进入溶剂晶格中的间隙之中形成的固溶体。
(interstitial solid solutions)
置换固溶体
(substitutional solid solution)
溶质原子占据在溶剂晶格的某些结
点上，使晶格上的某些溶剂原子被
置换而形成的固溶体。
间隙固溶体 置换固溶体
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-17
溶质与溶剂以任何比例都能互溶，固
溶度达 100％，则称为 无限固溶体,否则
为 有限固溶体 。
溶质原子有规则地占据溶剂结构中的
固定位置，溶质与溶剂原子数之比为一定
值时，所形成的固溶体称为 有序固溶体 。
否则为 无序固溶体 。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-18
间隙固溶体
溶质原子与溶剂原子直径之
比应小于 0,59方可。
直径较大的原子所组成的晶格，
其空隙的尺寸也较大。
过渡族元素 (溶剂 )与尺寸较小的元素 C,
N,H,B等易形成间隙固溶体。
溶质原子在间隙固溶体中的溶解度一般很
小,所以间隙固溶体都是 有限固溶体 。
溶质原子将使间隙固溶体发生畸变，
其浓度越大，畸变越大。
间隙固溶
体都是 无
序固镕体 。
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-19
置换固溶体
无限固溶体和有序固溶体一定是 置换固溶体。
置换固溶体 也可以是有限固溶体和无序固溶体。
两组元晶体结构相同，原子半径和电化
学特性接近，则容易形成置换固溶体。 无限固
溶体 形
成条件 两组元晶体结构相同是必要条件。
溶剂原子半径 rA与溶质原子半径 rB的
相对差 (rA—rB)\rA小于 8%左右时。 两元素间的电负性
相差越小越好。
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-20
无序
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织
偏聚 短程有序
单元 2
目 录
请点击
-21
碳在 α－ Fe
中的间隙固
溶体
素材库 练习二
请点击
目 录
单元 2 -22
铜和金形成的
置换固溶体
素材库 练习二
请点击
目 录
单元 2 -23
（二）固溶体的性能
固溶体与纯金属相比强度、硬度升高。
这种通过形成固溶体使金
属强度和硬度提高的现象
称为 固溶强化 。
它是强化金属材料的
重要途径之一。
固溶体的强度和塑性、韧性之间有较好的配合，所
以，其综合性能较好，常作为结构合金的基体相
固溶体与纯金属相比电阻率上升，导电率下降等。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-24
固溶强化的原因？
由于溶质原子的溶入，使固溶
体的晶格发生畸变，晶格畸变增大
位错运动的阻力，使金属滑移变形
变得更加困难，变形抗力增大，从
而提高合金的强度和硬度。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-25
三、金属化合物
它是合金组元相互作用形成的晶格类型
和特性完全不同于任一组元的新相。
?金属化合物一般具有复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆。
?合金中出现金属化合物时，常能提高合金的强度、硬度和耐
磨性，但会降低塑性和韧性。
根据合金中金属化合物相结构的性质和特点，
可大致划分为 正常价化合物, 电子化合物 及 间隙
化合物 三类。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-26
（一）正常价化合物
严格遵守化合价规律的化合物称正常价化合物。
(normal-valence compounds)
?这类化合物是由周期表上相距远而电负性相差较大
的两元素形成的。可用确定的化学式来表示。
?这类化合物的共同特点是硬度较高，脆性很大。
?化合物的晶格形式与其形成元素完全不同，各类
原子在晶格中都呈有序排列。
这类化合物有,Mg2Sn,BeS,ZnS,A1P,ZnSe,CaF2等。
素材库 练习二 目 录
单元 2 -27
CaF2型的晶格形式和 ZnS型晶格形式
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
请点击
-28
（二）电子价化合物 (electron compounds)
不遵守一般的化合价规律但符合于一定电子
浓度（价电子数与原子数目之比值）的化合物。
?电子浓度 (即电子数／原于数 )为 3／ 2的电子化合物，皆具有体
心立方晶格称之为 β相。如 CuZn,Cu5Sn,FeAl,NiAl等。
?电子浓度为 21／ 13的电子化合物皆具有复杂立方晶格，称
为 γ相如 Cu5Zn8,Cu31Sn8等。
?电子浓度为 7／ 4的电子化合物，皆具有密排六方晶格，称
作 ε相。如 CuZn3, Cu8Sn等
电子化合物主要以金属键结合，有明显的金属特性，可以导电
是硬而脆的相，在许多有色金属中为重要的强化相。
素材库 练习二 目 录
单元 2 -29
（三）间隙化合物 (interstitial compounds)
是由过渡族金属 (Fe,Cr,Mn, Mo,W,V等 )同原子
直径较小的非金属元素 (C,N,H,B等 )形成的化合物。
间隙化合物种类
间隙相
复杂晶格的间隙化合物
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-30
1 间隙相
当非金属元素原子半径与金属元素原子半径之比小于
0.59时形成了具有 简单晶格 的间隙化合物，称 间隙相 。
?这类化合物的共同特点是有金属特性，熔点极高，
硬度极高，而且十分稳定。
?间隙化合物的合理存在，可有效地提高钢的 强度,
热强性, 红硬性 及 耐磨性 。是高速钢和硬质合金中
的重要组成相。
如 TiC,WC, TiN,VC,NbC, Mo2N,Fe4N等
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-31
2 复杂结构的间隙化合物
当非金属元素原子半径与金属元素原子半径之比
大于 0.59时形成了具有 复杂晶格的间隙化合物 。
?这类化合物的特点是也有较高的熔点和硬度，比
间隙相稍低，而稳定性方面也稍差。
?这类化合物在钢中也起强化相作用，如 Fe3C是
铁碳合金中的重要组成相，具有复杂的斜方晶格。
其中铁原子可部分被 Mn, Cr, Mo, W等金属
原子置换，形成以 Fe3C晶格为基的固溶体，如
（ Fe, Mn） 3C, (Fe, Cr)3C等,
其它如 Mn3C,Cr23C6, Cr7C3, FeB等
素材库 练习二 目 录
单元 2 -32
请点击
化合物表
目 录 素材库 练习二
单元 2 -33
素材库 练习二
VC晶体结构
Fe3C晶体结构
目 录
请点击
单元 2 -34
a 素材库 练习二 目 录
请点击
单元 2 -35
机械混合物
工业合金中其组织仅由化合物单相组成
的情况是不存在的。因为化合物固然有很高
的硬度，但脆性太大，无法应用。固溶体组
成的合金，往往由于强度, 硬度等不够高，
使用受到一定限制。绝大多数的工业合金，
其组织均为固溶体与少量化合物 (一种或几种 )
所构成的 机械混合物 。合金的性能 取决于其
形态、大小、数量、种类等。
素材库 练习二 目 录
单元 2 -36
当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固
溶体基体上时，将显著提高合金的强度、硬
度和耐磨性（此现象称为 弥散强化 ）。因此，
金属化合物主要用来作为碳钢、各类合金钢、
硬质合金及有色金属的重要组成相及强化相。
而性能除 固溶 强化影响外，还取决于金属化
合物的种类和数量。
如：碳钢中的铁素体（ C在 α－ Fe中的间隙
式 固溶体）和渗碳体 Fe3C。
高速钢和硬质合金等。
素材库 练习二
弥散强化
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-37
重点小结
?合金、相、组织的基本概念。
?固溶体和金属化合物的概念及其类型。
?固溶体和金属化合物对合金性能的影响。
?固溶强化概念及其强化原理。
?弥散强化概念及其强化原理。
单元 2
素材库 练习二
单元 2 -38
目 录
同学们：本节课内容结束，下课 !
素材库 练习二
请点击画框
单元 2 -39
目 录
谢 谢 观 看
单击鼠标右键选择 结束放映
素材库 练习二 目 录
第一节 金属材料的结构与组织
单元 1
单元 2
纯金属的晶体结构
合金的晶体结构及金属材料的组织
单元 3
第二节 金属材料的性能
金属材料的机械性能
单元 4 金属材料的工艺、物理和化学性能
素材库 习题库 目 录
单元 2
单元 2
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织
素材库 练习二 目 录
合金的晶体结构及金属材料的组织
-1
基本内容和要求
? 一, 基本概念
? 掌握 有关合金、组元、相、二元合金、组织等概念 。
? 二, 合金基本相的类型
? 了解 各自的种类、特点、形成过程及其对合金性能的影响。
? 三, 理解和掌握 固溶强化概念及其强化原理。
? 理解和掌握 弥散强化概念及其强化原理。
练习二 素材库
单元 2
目 录
-2 单元 2
一, 基本概念
合金 组元 二元合金
相 组织
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-3
1,合金
由两种或两种以上的金属
元素或金属元素和非金属元素
组成的具有金属特性的物质、
称为 合金 。
（ alloy）
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-4
2.组元
?组元 可以是金属, 非金属或稳定化合物。
组成合金的
独立的，最基本
的单元称 组元
由两种组元
组成的合金，称
为 二元合金。
3.二元合金
素材库 练习二 目 录
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2 -5
合金举例,
? 碳钢 （ carbon steel）,是铁与碳所组成的合金。
? 白铜,主要是铜与镍所组成的合金。
? 黄铜 (brass),是铜与锌等元素组成的合金。
合金 除具备纯金属的基本特性外，还可以拥有
纯金属所不能达到的一系列机械特性与理化特性,如
高强度, 高硬度, 高耐磨性, 强磁性, 耐蚀性 等。
练习二 目 录 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2 -6
4.相
? 在固态下，物质可以是单相的，也可以是多相的。
? 铁在同素异构转变过程中，会出现相的变化。
? 纯铁是单相的，而钢一般是双相或是多相的。
? 固态白铜（铜与镍二元合金）是单相的。
? 合金中有两类基本相,固溶体 和 金属化合物 。
在物质中，凡是成分相
同，结构相同并与其他部分
以界面分开的均匀组成部分，
称为 相 。
练习二 素材库 目 录
-7 单元 2
5.组织
? 合金的组织是由数量、大小、形状和分布方
式不同的各种相所组成的。
? 不同组织具有不同的性能。
? 由不同组织构成的材料具有不同的性能。
? 同一种钢经过不同的热处理可以获得不同的
组织，从而获得不同的性能。
? 45钢经过不同的热处理可以获得 珠光体、索
氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体 等组织。 并
获得不同的性能。
组织 是指用肉眼或显微镜等所
观察到的材料的微观形貌。
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-8
T8钢在 A1临
界点上下组
织和结构的
变化
练习二 素材库
请点击
目 录
-9 单元 2
T8钢加热时组织和结构的 转变
素材库 练习二
这是复杂晶体结构的 Fe3C
过程解释,
Fe3C和 α -Fe交界
（ Fe3C和铁素体晶界）
开始向 γ-Fe转变，同
时 C原子向一方扩散
最后形成含碳均匀的奥
氏体组织（即 C在 γ-Fe
中的间隙式固溶体）
目 录
单元 2 -10
纯铁加热时晶体结构的转变
纯铁 912℃ 以下为体
心立方的 α-Fe
加热到 912℃ α-Fe
开始向面 心立方 γ-
Fe转变
素材库 练习二 目 录
单元 2 -11
T8钢淬火
后发生的
组织和结
构的变化
练习二 素材库
请点击
目 录
单元 2 -12
不同铸铁组织类型金相图
练习二 素材库
请点击
目 录
单元 2 -13
铍青铜金相组织图
练习二 素材库
请点击
目 录
单元 2 -14
二、固溶体
合金中两组元在液态和固态
下都互相溶解，共同形成一
种成分和性能均匀的、且结
构与组元之一相同的固相，
称为 固溶体 。
固溶体
溶剂 + 溶质 一种固相
能够保持其原有晶格类
型并与固溶体晶格相同
的组元称为 溶剂 。
失去原有晶格类型的组
元称为 溶质,一般在合
金中含量较少。
(solid solution)
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-15
（一）固溶体的分类
根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置，
可将固溶体分为,间隙固溶体 和 置换固溶体 。
根据溶质原子在溶剂晶格中分布是否有规律可
将固溶体分为,有序固溶体 和 无序固溶体 。
根据溶质原子在溶剂晶格中的 溶解度 可将固
溶体分为,有限固溶体 和 无限固溶体 。
溶解度,指溶质在固溶体中的极限浓度。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-16
间隙固溶体 溶质原子进入溶剂晶格中的间隙之中形成的固溶体。
(interstitial solid solutions)
置换固溶体
(substitutional solid solution)
溶质原子占据在溶剂晶格的某些结
点上，使晶格上的某些溶剂原子被
置换而形成的固溶体。
间隙固溶体 置换固溶体
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-17
溶质与溶剂以任何比例都能互溶，固
溶度达 100％，则称为 无限固溶体,否则
为 有限固溶体 。
溶质原子有规则地占据溶剂结构中的
固定位置，溶质与溶剂原子数之比为一定
值时，所形成的固溶体称为 有序固溶体 。
否则为 无序固溶体 。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-18
间隙固溶体
溶质原子与溶剂原子直径之
比应小于 0,59方可。
直径较大的原子所组成的晶格，
其空隙的尺寸也较大。
过渡族元素 (溶剂 )与尺寸较小的元素 C,
N,H,B等易形成间隙固溶体。
溶质原子在间隙固溶体中的溶解度一般很
小,所以间隙固溶体都是 有限固溶体 。
溶质原子将使间隙固溶体发生畸变，
其浓度越大，畸变越大。
间隙固溶
体都是 无
序固镕体 。
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-19
置换固溶体
无限固溶体和有序固溶体一定是 置换固溶体。
置换固溶体 也可以是有限固溶体和无序固溶体。
两组元晶体结构相同，原子半径和电化
学特性接近，则容易形成置换固溶体。 无限固
溶体 形
成条件 两组元晶体结构相同是必要条件。
溶剂原子半径 rA与溶质原子半径 rB的
相对差 (rA—rB)\rA小于 8%左右时。 两元素间的电负性
相差越小越好。
练习二 素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-20
无序
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织
偏聚 短程有序
单元 2
目 录
请点击
-21
碳在 α－ Fe
中的间隙固
溶体
素材库 练习二
请点击
目 录
单元 2 -22
铜和金形成的
置换固溶体
素材库 练习二
请点击
目 录
单元 2 -23
（二）固溶体的性能
固溶体与纯金属相比强度、硬度升高。
这种通过形成固溶体使金
属强度和硬度提高的现象
称为 固溶强化 。
它是强化金属材料的
重要途径之一。
固溶体的强度和塑性、韧性之间有较好的配合，所
以，其综合性能较好，常作为结构合金的基体相
固溶体与纯金属相比电阻率上升，导电率下降等。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-24
固溶强化的原因？
由于溶质原子的溶入，使固溶
体的晶格发生畸变，晶格畸变增大
位错运动的阻力，使金属滑移变形
变得更加困难，变形抗力增大，从
而提高合金的强度和硬度。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-25
三、金属化合物
它是合金组元相互作用形成的晶格类型
和特性完全不同于任一组元的新相。
?金属化合物一般具有复杂的晶体结构，熔点高，硬而脆。
?合金中出现金属化合物时，常能提高合金的强度、硬度和耐
磨性，但会降低塑性和韧性。
根据合金中金属化合物相结构的性质和特点，
可大致划分为 正常价化合物, 电子化合物 及 间隙
化合物 三类。
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-26
（一）正常价化合物
严格遵守化合价规律的化合物称正常价化合物。
(normal-valence compounds)
?这类化合物是由周期表上相距远而电负性相差较大
的两元素形成的。可用确定的化学式来表示。
?这类化合物的共同特点是硬度较高，脆性很大。
?化合物的晶格形式与其形成元素完全不同，各类
原子在晶格中都呈有序排列。
这类化合物有,Mg2Sn,BeS,ZnS,A1P,ZnSe,CaF2等。
素材库 练习二 目 录
单元 2 -27
CaF2型的晶格形式和 ZnS型晶格形式
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
请点击
-28
（二）电子价化合物 (electron compounds)
不遵守一般的化合价规律但符合于一定电子
浓度（价电子数与原子数目之比值）的化合物。
?电子浓度 (即电子数／原于数 )为 3／ 2的电子化合物，皆具有体
心立方晶格称之为 β相。如 CuZn,Cu5Sn,FeAl,NiAl等。
?电子浓度为 21／ 13的电子化合物皆具有复杂立方晶格，称
为 γ相如 Cu5Zn8,Cu31Sn8等。
?电子浓度为 7／ 4的电子化合物，皆具有密排六方晶格，称
作 ε相。如 CuZn3, Cu8Sn等
电子化合物主要以金属键结合，有明显的金属特性，可以导电
是硬而脆的相，在许多有色金属中为重要的强化相。
素材库 练习二 目 录
单元 2 -29
（三）间隙化合物 (interstitial compounds)
是由过渡族金属 (Fe,Cr,Mn, Mo,W,V等 )同原子
直径较小的非金属元素 (C,N,H,B等 )形成的化合物。
间隙化合物种类
间隙相
复杂晶格的间隙化合物
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-30
1 间隙相
当非金属元素原子半径与金属元素原子半径之比小于
0.59时形成了具有 简单晶格 的间隙化合物，称 间隙相 。
?这类化合物的共同特点是有金属特性，熔点极高，
硬度极高，而且十分稳定。
?间隙化合物的合理存在，可有效地提高钢的 强度,
热强性, 红硬性 及 耐磨性 。是高速钢和硬质合金中
的重要组成相。
如 TiC,WC, TiN,VC,NbC, Mo2N,Fe4N等
素材库 练习二
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-31
2 复杂结构的间隙化合物
当非金属元素原子半径与金属元素原子半径之比
大于 0.59时形成了具有 复杂晶格的间隙化合物 。
?这类化合物的特点是也有较高的熔点和硬度，比
间隙相稍低，而稳定性方面也稍差。
?这类化合物在钢中也起强化相作用，如 Fe3C是
铁碳合金中的重要组成相，具有复杂的斜方晶格。
其中铁原子可部分被 Mn, Cr, Mo, W等金属
原子置换，形成以 Fe3C晶格为基的固溶体，如
（ Fe, Mn） 3C, (Fe, Cr)3C等,
其它如 Mn3C,Cr23C6, Cr7C3, FeB等
素材库 练习二 目 录
单元 2 -32
请点击
化合物表
目 录 素材库 练习二
单元 2 -33
素材库 练习二
VC晶体结构
Fe3C晶体结构
目 录
请点击
单元 2 -34
a 素材库 练习二 目 录
请点击
单元 2 -35
机械混合物
工业合金中其组织仅由化合物单相组成
的情况是不存在的。因为化合物固然有很高
的硬度，但脆性太大，无法应用。固溶体组
成的合金，往往由于强度, 硬度等不够高，
使用受到一定限制。绝大多数的工业合金，
其组织均为固溶体与少量化合物 (一种或几种 )
所构成的 机械混合物 。合金的性能 取决于其
形态、大小、数量、种类等。
素材库 练习二 目 录
单元 2 -36
当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固
溶体基体上时，将显著提高合金的强度、硬
度和耐磨性（此现象称为 弥散强化 ）。因此，
金属化合物主要用来作为碳钢、各类合金钢、
硬质合金及有色金属的重要组成相及强化相。
而性能除 固溶 强化影响外，还取决于金属化
合物的种类和数量。
如：碳钢中的铁素体（ C在 α－ Fe中的间隙
式 固溶体）和渗碳体 Fe3C。
高速钢和硬质合金等。
素材库 练习二
弥散强化
第一章 材料的结构与性能 第一节金属材料的结构与组织 单元 2
目 录
-37
重点小结
?合金、相、组织的基本概念。
?固溶体和金属化合物的概念及其类型。
?固溶体和金属化合物对合金性能的影响。
?固溶强化概念及其强化原理。
?弥散强化概念及其强化原理。
单元 2
素材库 练习二
单元 2 -38
目 录
同学们：本节课内容结束，下课 !
素材库 练习二
请点击画框
单元 2 -39
目 录
谢 谢 观 看
单击鼠标右键选择 结束放映
素材库 练习二 目 录
