1. 几个基本概念：

合金：一种金属元素与另一种或几种其它元素，通过熔炼或其它方法结合在一起所形成的具有金属特性的物质。

组元：组成合金独立的、最基本的单元。

二元合金：由两个组元组成的合金。

相：在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分。

合金中有两类基本相 —— 固溶体 和 化合物

合金中有两类基本相 —— 固溶体 和 化合物

2. 固溶体

固溶体：合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀、晶体结构不变的固体。

即：AB两组元，A为溶剂、B为溶质，AB相溶后形成一种成分和性能均匀的固体，其晶体结构保持A的晶体结构，这种固体就被称为固溶体。

固溶体的分类：

按原子结构分类

a、置换固溶体：溶质取代溶剂原子的位置，但整个结构仍然是溶剂的晶体结构。

b、间隙固溶体：溶质原子位于溶剂原子的间隙位置中。

按固溶度分类:

a、有限固溶体：在一定的条件下，溶质在固溶体中存在一极限浓度，如超过此浓度则有其它相形成。

b、无限固溶体：溶质可以任意比例溶入到溶剂中，最高可达100%。

固溶体的性能:

随着溶质原子的溶入，固溶体晶格发生畸变。溶质原子越多，畸变越大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，以而提高固溶体的强度和硬度。此称为固溶强化。

3.金属化合物

合金组元形成晶格类型与任一组元的晶格类型都不相同:

正常价化合物 —— 按化合价规律形成，如，Mg2Si 。

电子化合物 —— 按电子浓度规律形成，如，Cu3Al 。

间隙化合物 —— 过渡金属 小半径非金属元素

间隙相 r非/r金0.59，如，WC、TiC、VC

复杂结构的间隙化合物 r非/r金0.59如，Fe3C、Cr23C6间隙化合物熔点高、硬度高，脆性大。

金属化合物

相图是描述系统的状态、温度、压力及成分之间关系的一种图解，又称为状态图。

1.相图的相关概念

1． 组元：

通常把组成合金的最简单、最基本，能够独立存在的物质称为组元。 在所研究的范围内既不分解也不发生任何化学反应的稳定化合物也可称为组元，如Fe3C看作一组元。

2． 合金系

由两个或两个以上组元按不同比例配制成的一系列不同成分的合金，称为合金系。

3．相图

用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图，又称状态图或平衡图。

4.平衡：

在一定条件下，合金系中参与相变过程的各相的成分和相对重量不再变化所达到的一种状态。

相图上所表示的组织都是十分缓慢冷却的条件下获得的，都是接近平衡状态的组织。

铁和碳可以形成一系列的化合物，如：Fe3C、Fe2C、FeC，因此整个相图包括Fe-Fe3C、Fe3C-Fe2C、Fe2C-FeC部分

铁和碳可以形成一系列的化合物，如：Fe3C、Fe2C、FeC，因此整个相图包括Fe-Fe3C、Fe3C-Fe2C、Fe2C-FeC几个部分。

二元合金状态图的建立

目前，合金状态图主要是通过实验测定的，且测定合金状态图的方法很多，但应用最多的是热分析法。

以Cu—Ni合金相图测定为例，说明热分析法的应用及步骤：

（1）配制不同成分的合金试样，如: a.纯铜； b.80%Cu 20%Ni； c.60%Cu 40%Ni；d.40%Cu 60%Ni； e.20%Cu 80%Ni; f.纯Ni。

（2）测定各组试样合金的冷却曲线并确定其相变临界点；

（3）将各临界点绘在温度—合金成分坐标图上；

（4）将图中具有相同含义的临界点连接起来，即得到Cu、Ni合金相图。