§ 3-1 合金的相结构
一、合金的基本概念
1、合金,由两种或两种以上的金属元素或金属元素与
非金属元素组成的具有金属特性的物质。
2、组元,组成合金的最基本的、独立的物质。
3、相,合金中具有同一聚集状态，成分和性能均一，并
以界面互相分开的组成部分。
4、组织, 组成合金的各相成分、结构、形态、性能和
各相的组合形貌。
上一级
二、合金的相结构
㈠ 固溶体
合金在固态下，组元间所能互相溶解而形成的
均匀相，固溶体的晶体结构与其中某一组元的晶
体结构相同。
固溶体的分类（按溶质原子在溶剂晶格中的位
置）：
a,间隙固溶体
b,置换固溶体
上一级
1,间隙固溶体 （图）
⑴ 间隙固溶体的概念
⑵ 形成间隙固溶体的条件
d溶质 ∕d 溶剂 ＜ 0.59
原子尺寸较小的溶质元素有,C,N,B,H,O
⑶ Fe— C合金中的间隙固溶体
铁素体
奥氏体
上一级
2,置换固溶体 (图 ）
⑴概念
⑵形成置换固溶体的条件
(a)组元的晶体结构类型
溶质与溶剂晶格结构相同则固溶度较大，反之较小。
(b)原子尺寸因素
溶剂原子半径 rA与溶质原子半径 rB的相对差 (rA-rB)／
rA不超过 14％ ~15％，有利于大量固溶，反之固溶度
非常有限。
上一级
(c)电负性因素
两元素的电负性相差越大，化学亲和力越强，则
倾向于形成化合物。
(d)电子浓度因素
电子浓度定义为合金中价电子数目与原子数目的
比值。
上一级
3,固溶强化
溶质溶于溶剂后形成固溶体，溶剂金属的强度、
硬度增加，塑性、韧性降低的现象。
原因：由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格
发生畸变，塑性变形抗力增大，结果使金属材
料的强度、硬度增高。
上一级
㈡ 金属化合物
1、概念：
异类原子组成具有与该组元均不相同的点阵结
构。一般可以用 分子式来大致表示其组成。
Fe— C合金：
C% 0～ 0.0218% 铁素体 C在 α— Fe的间隙固
溶体
C% ＞ 0.0218% 一部分形成固溶体 Fe3C（ 一
部分）
上一级
2、分类,
3,金属化合物特点,
① 具有独立的晶体结构（即不同于溶质，
也不同于溶剂）。
② 熔点高，硬度高，可作为强化相。
?
?
?
??
?
?
间隙化合物（间隙相）
）电子浓度化合物（
、、正常价化合物：
a
e
ABBAAB 22
上一级
⑴ 正常价化合物
MgSe, Mg2Si,Mg2Sn 等。
a,有分子式
b,符合化合价规律
c,成分与分子式相同
上一级
⑵ 电子化合物
电子浓度是指化合物中价电子数与原子数的比
值。
电子浓度,
相
原子数
价电子数 ????
2
3C 相??? 13
21C
相???
4
7C
上一级
⑶ 间隙化合物
由原子直径较大的过渡族金属元素（ Fe,Cr、
Mo,W,V等）和原子直径较小的非金属元素
（ H,C,N,B等）所组成。
如,VC,Cr7C3, Cr23C6,, WC, TiC、
Fe3C, Fe4W2C就是这一类化合物。
上一级
间隙固溶体 示意图
返回
置换固溶体示意图
溶剂原子
溶质原子
返回
一、合金的基本概念
1、合金,由两种或两种以上的金属元素或金属元素与
非金属元素组成的具有金属特性的物质。
2、组元,组成合金的最基本的、独立的物质。
3、相,合金中具有同一聚集状态，成分和性能均一，并
以界面互相分开的组成部分。
4、组织, 组成合金的各相成分、结构、形态、性能和
各相的组合形貌。
上一级
二、合金的相结构
㈠ 固溶体
合金在固态下，组元间所能互相溶解而形成的
均匀相，固溶体的晶体结构与其中某一组元的晶
体结构相同。
固溶体的分类（按溶质原子在溶剂晶格中的位
置）：
a,间隙固溶体
b,置换固溶体
上一级
1,间隙固溶体 （图）
⑴ 间隙固溶体的概念
⑵ 形成间隙固溶体的条件
d溶质 ∕d 溶剂 ＜ 0.59
原子尺寸较小的溶质元素有,C,N,B,H,O
⑶ Fe— C合金中的间隙固溶体
铁素体
奥氏体
上一级
2,置换固溶体 (图 ）
⑴概念
⑵形成置换固溶体的条件
(a)组元的晶体结构类型
溶质与溶剂晶格结构相同则固溶度较大，反之较小。
(b)原子尺寸因素
溶剂原子半径 rA与溶质原子半径 rB的相对差 (rA-rB)／
rA不超过 14％ ~15％，有利于大量固溶，反之固溶度
非常有限。
上一级
(c)电负性因素
两元素的电负性相差越大，化学亲和力越强，则
倾向于形成化合物。
(d)电子浓度因素
电子浓度定义为合金中价电子数目与原子数目的
比值。
上一级
3,固溶强化
溶质溶于溶剂后形成固溶体，溶剂金属的强度、
硬度增加，塑性、韧性降低的现象。
原因：由于溶质原子的溶入，使固溶体的晶格
发生畸变，塑性变形抗力增大，结果使金属材
料的强度、硬度增高。
上一级
㈡ 金属化合物
1、概念：
异类原子组成具有与该组元均不相同的点阵结
构。一般可以用 分子式来大致表示其组成。
Fe— C合金：
C% 0～ 0.0218% 铁素体 C在 α— Fe的间隙固
溶体
C% ＞ 0.0218% 一部分形成固溶体 Fe3C（ 一
部分）
上一级
2、分类,
3,金属化合物特点,
① 具有独立的晶体结构（即不同于溶质，
也不同于溶剂）。
② 熔点高，硬度高，可作为强化相。
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间隙化合物（间隙相）
）电子浓度化合物（
、、正常价化合物：
a
e
ABBAAB 22
上一级
⑴ 正常价化合物
MgSe, Mg2Si,Mg2Sn 等。
a,有分子式
b,符合化合价规律
c,成分与分子式相同
上一级
⑵ 电子化合物
电子浓度是指化合物中价电子数与原子数的比
值。
电子浓度,
相
原子数
价电子数 ????
2
3C 相??? 13
21C
相???
4
7C
上一级
⑶ 间隙化合物
由原子直径较大的过渡族金属元素（ Fe,Cr、
Mo,W,V等）和原子直径较小的非金属元素
（ H,C,N,B等）所组成。
如,VC,Cr7C3, Cr23C6,, WC, TiC、
Fe3C, Fe4W2C就是这一类化合物。
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溶剂原子
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