合金的相结构-ppt.pdf

项目4金属的结构分析

任务三：认识合金中的相结构

知识点2:合金中的相结构

《金属材料及热处理》

一、合金中的相结构概述

晶体结构、原子结构不同、组元相互作用不同一不同的相结构。

相结构，实质是合金的晶体结构，不同的相结构就形成了不同的合金。

根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成固溶体、金属化合物两种结构。

(一)固溶体—组元之间相互溶解但不反应

定义：合金中一组元作为溶质原子固溶在另一组元溶剂的晶格中，仍保持溶剂晶格类

型的金属固相。

(二)金属化合物—组元之间相互反应

定义：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具有金属特性

的合金相。

《金属材料及热处理》2

二、合金中的相结构--固溶体

固溶体

组元之间相互溶解，但不反应，溶质原子固溶入溶剂

特点：保持溶剂晶格类型

根据溶质原子在溶剂中所占位置的不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体。

a)b)

间隙固溶体置换固溶体

《金属材料及热处理》3

二、合金中的相结构--固溶体

1、置换固溶体

定义：溶质原子占据溶剂晶格部分结点位置而组成的固溶体。

溶质原子溶于固溶体中的量称为固溶体的溶解度，通常用质量百分数来表示。

溶剂原子

溶质原子

置换固溶体

《金属材料及热处理》4

二、合金中的相结构--固溶体

1、置换固溶体

泽按照溶质溶解度的大小，置换固溶体，又分为无限置换固溶体和有限置换固溶体。

固溶体溶解度主要取决于组元间的晶格类型、原子半径和原子结构。

大多数合金只能是有限固溶，且固溶度随着温度升高而增大。

只有两组元晶格类型相同，原子半径相差很小时，才可以形成无限固溶体

《金属材料及热处理》5

二、合金中的相结构--固溶体

2、间隙固溶体

定义：溶质原子占据溶剂晶格的间隙而形成的固溶体，间隙固溶体仍保持着溶剂金

属的晶格类型。

◆已有研究表明，当溶质元素的原子直径与

溶剂元素的原子直径之比小于0.59时，易

于形成间隙固溶体，而在直径大小差不多

的元素之间易于形成置换固溶体。

◆溶剂元素大多是过渡族元素，溶质元素一

--溶剂原子

般是原子半径小于0.1nm的一些非金属元

--溶质原子

素，如氢、硼、碳、氮、氧等。间隙固溶体

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二、合金中的相结构--固溶体

2、间隙固溶体

◆间隙固溶体的溶解度与温度、溶剂溶质原

子半径比值和溶剂晶格类型等有关。

◆间隙固溶体的溶解总是有限的，间隙固溶

体总是有限固溶体。

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二、合金中的相结构--固溶体

3、固溶体的性自40,000