第四节合金的结构与相图.pptVIP

3、两个单相区之间一定存在着一个两相过渡区，

在两相过渡区中，两相处于平衡状态，两相

的成分可以由通过表象点的水平线与两相区

的边界线的交点来决定，两相的相对质量可

用杠杆定律计算。第30页，共44页。4、??二元合金相图中，三相平衡共存，表现为一

水平线。第31页，共44页。第1页，共44页。第2页，共44页。合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物。1、固溶体：指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相，这类固相称为固溶体。习惯以?、?、?表示。与合金晶体结构相同的元素称溶剂。其它元素称溶质。固溶体是合金的重要组成相，实际合金多是单相固溶体合金或以固溶体为基的合金。特征：①总是以一种金属元素为溶剂，另一种或多种元素为溶质。②保有溶剂的晶格结构。③成分可在一定范围内变化，性能随成分的变化而变化④产生晶格畸变。第3页，共44页。（一）固溶体的结构与分类：按溶质原子所处位置分为置换固溶体和间隙固溶体。①置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。溶质原子呈无序分布的称无序固溶体，呈有序分布的称有序固溶体。黄铜置换固溶体组织第4页，共44页。ZXY置换固溶体置换原子第5页，共44页。②间隙固溶体溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。形成间隙固溶体的溶质元素是原子半径较小的非金属元素，如C、N、B等，而溶剂元素一般是过渡族元素。形成间隙固溶体的一般规律为r质/r剂0.59。间隙固溶体都是无序固溶体。第6页，共44页。固溶体类型间隙原子间隙固溶体YXZ第7页，共44页。根据溶质元素在固溶体中的溶解度，可把固溶体分为：有限固溶体：溶质元素在固溶体中的溶解度有一定限制（100%）。无限固溶体：溶质在溶剂可以任何比例形成置换固溶体，溶质元素在固溶体中的溶解度没有有限制只有在溶质与溶剂元素间形成置换固溶体时，才有可能形成无限固溶体；而对于间隙固溶体，则只能形成有限固溶体。如铜和锌、铜和锡都能形成有限固溶体。第8页，共44页。1、晶体结构一般情况下，晶格结构相同的元素之间具有较大的溶解度，而晶格结构不同的元素之间溶解度较小。影响固溶体结构形式和溶解度的因素第9页，共44页。2、原子大小d溶剂-d溶质溶剂与溶质的原子直径差别：×100%

d溶剂当二者差别较小时，即溶剂与溶质的原子直径相近，易形成置换固溶体，且二者的尺寸差别越小，所形成的固溶体的溶解度越大，当尺寸差别小于某一数值时，而且溶质与溶剂的晶格结构也相同，将形成无限固溶体。如铁和铬、铜和镍便能形成无限固溶体。而当原子尺寸差别大于15%时，不大可能形成置换固溶体。第10页，共44页。溶质的原子比溶剂原子大，将周围溶剂原子将向四周挤出，在固溶体的晶格结构中引起正畸变。溶质的原子比溶剂原子小，周围溶剂原子将向溶质原子靠拢，在固溶体的晶格结构中引起负畸变。第11页，共44页。因为原子尺寸差别较大时，形成固溶体所造成的晶格畸变（无论是正畸变还是负畸变）较大，晶格畸变能也较大，固溶体晶格结构的稳定性较差。同样，形成间隙固溶体时，只能引起固溶体晶格产生正畸变，显然，溶质原子的尺寸越小，溶剂晶格的间隙尺寸越大，形成间隙固溶体时所造成的晶格畸变和畸变能越小，间隙固溶体越容易形成，其溶解度也就越大。第12页，共44页。反之，不易形成间隙固溶体。当溶质原子尺寸较大时，完全不能形成间隙固溶体。3、负电性负电性是指原子从其他原子夺取电子变为负离子的能力。当两种元素在周期表中的位置相距越远，其负电性相差越大，它们之间的化学亲和力越强，越倾向于形成化合物，而不利于形成固溶体，所形成的固溶体的溶解度也越小。4、电子浓度合金中，价电子数目e与原子数目a之比，称为电子浓度e/a。第13页，共44页。当溶质原子对固溶体贡献的价电子数与溶剂不同时，随着溶质原子的进入，将使固溶体晶格中的电子浓度以及电子云结构发生变化，显然溶质原子所占的比率越高，固溶体晶格的电子浓度改变越大，达到一定程度时，固溶体晶格就不稳定，易形成新的相。因此，固溶体只能稳定在一定的电子浓度范围内，如对于溶剂为1价金属的固溶体，若固溶体具有面心立方晶格，则极限电子浓度值为1.36；若固溶体具有体心立方晶格，则极限电子浓度值为1.48。第14页，共44页。5、温度固溶体的溶解度受温度的影响较