合金组织结构分类及特点分析

两种或两种以上的纯金属元素或金属元素与非金属元素熔合或熔炼在一起形成具有金属性质的物质，叫做合金。例如，普通碳钢和铸铁是铁和碳的合金。合金比纯金属在工业上的用途更为广泛，这是由于与纯金属相比，合金的性能良好。为满足需要可通过调整合金元素成分和含量，以获得不同性能的合金。合金中各种元素的原子也和纯金属一样，在物体内部做有规则、有次序的排列。但合金的晶体构造比纯金属的晶体构造复杂得多。

组成合金最基本的独立物质称为组元，组元可以是金属元素、非金属元素或稳定的化合物，根据合金中组元数目的多少，合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。在合金中，具有相同的物理和化学性能并与其他部分以界面分开的部分称为相，液态物质称为液相，固态物质称为固相。固态下，物质可以是单相的，也可以是由多相组成的。合金是由数量、形状、大小和分布方式不同的各种相所组成。

根据组元间相互作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点，可将合金的结构组织分为如下三类：

1.固溶体 固溶体是一种组元均匀地分布在另一种组元内而构成的固态的复合体。在固溶体中保持原子晶格不变的组元叫溶剂，而分布在溶剂中的另一组元叫作溶质。根据原子在晶格上分布的形式，固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两类，如图2-3所示。

图2-3 固溶体的两种形式

a）置换固溶体 b）间隙固溶体(www.xing528.com)

—溶质原子 —溶剂原子

一种组元晶格上的原子部分地被另一种组元的原子所取代的固溶体，叫做置换固溶体；如果某一组元晶格上的原子没有缺少，而另一组元的原子挤塞到上述组元晶格原子之间的空隙中去，这种固溶体叫做间隙固溶体。

在固溶体中溶质原子的溶入而使溶剂晶格发生畸变，这种现象称作固溶强化。两种组元的原子大小的差别越大，形成固溶体后引起的晶格畸变的程度也就越大。畸变的晶格增加了金属塑性变形的阻力，因此，固溶体较纯金属硬度高、强度大。通过固溶强化是提高金属材料力学性能的重要途径之一。

2.金属化合物 两个组元按一定的原子数比例化合，形成与组元晶格类型及性质完全不同的复合体，称为化合物。金属化合物的晶格类型和性能完全不同于任一组元，可用化学分子式来表示。金属与金属或金属与非金属之间的化合物，一般情况下有较高的硬度和脆性，并有较高的熔点和比纯金属大的电阻，因此不宜直接使用。金属化合物存在于合金中一般起强化作用。

3.混合物 两种或两种以上的相按一定质量分数（质量百分数）组成的物质称为混合物。混合物中的各组成部分，仍保持自己原来的晶格。混合物的性能取决于各组成相的性能以及它们分布的形态、数量和大小。