合金的基本概念和结构

1.基本概念

（1）合金 合金是指两种或两种以上的金属元素（或金属与非金属元素）熔合在一起形成的具有金属特征的物质。例如，黄铜是由铜、锌等元素所组成的合金，碳素钢和铸铁是由铁和碳元素组成的合金。

（2）组元 组元是指合金最基本的、独立存在的组成物质，即组成合金的元素。例如，普通黄铜的组元是铜元素和锌元素，铁碳合金的组元是铁元素和碳元素。合金中有几种组元就称为几元合金，普通黄铜是二元合金，硬铝是由铝、铜、镁元素组成的三元合金。

（3）合金系 合金系是指有相同组元，而成分比例不同的一系列合金。如各种碳素钢，碳的质量分数各不相同，属于铁碳合金系中的一部分。按照组成合金的组元数不同，合金系可以分为二元系、三元系等。

（4）相 相是指合金中具有同一聚集状态和晶体结构，成分和性能均一，并以界面相互分开的均匀组成部分。绝大多数的金属材料都是由一种或几种相构成的合金。合金相的结构和性质以及各相的相对含量，各相的晶粒大小、形状和分布对合金的性能起着决定性的作用。

（5）显微组织 显微组织是指在显微镜下看到的相和晶粒的形态、大小和分布。

2.合金的相结构

合金的相结构是指合金组织中相的晶体结构。在合金中，相的结构和性质对合金性能起决定性作用。同时，合金中各相的相对数量、晶粒大小、形状和分布情况，对合金性能也会产生很大的影响。根据合金中各类组元的相互作用，合金中的相结构主要有固溶体和金属化合物两大类。

（1）固溶体 当合金由液态结晶为固态时，组成元素之间可像液态合金一样相互溶解，形成一种晶格结构与合金中某一组元晶格结构相同的新相，称为固溶体。固溶体中晶格结构保持不变的组元称为溶剂，晶格结构消失的组元称为溶质。

（2）金属化合物 当溶质含量超过溶剂的溶解度时，溶质元素和溶剂元素相互作用形成一种不同于任一组元晶格的新物质，即金属化合物。

绝大多数金属材料或是由固溶体组成，或是以固溶体为基，其中分布一定的金属化合物。

生产中常将金属化合物相分布在固溶体相的基体上，提高合金的强度、硬度，达到强化金属材料的目的。那么，把由两种或两种以上的相混合在一起而组成的多相组织，称为机械混合物。