材料学中的相和组织的区别

相与组织的概念

一、相的概念

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叫做相。液态物质为液相，固态物质为固相。

固态合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物

1.固溶体

合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。与固溶体晶格相同的组元为溶剂，一般在合金中含量较多；另一组元为溶质，含量较少。

固溶体用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体也可表示为A(B), 其中A 为溶剂, B为溶质。例如铜锌合金中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为Cu(Zn)。

2.金属化合物

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新相即为金属化合物, 或称中间相。金属化合物一般熔点较高, 硬度高, 脆性大。合金中含有金属化合物时, 强度、硬度和耐磨性提高, 而塑性和韧性降低。

二、组织的概念

将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光, 然后用侵蚀剂侵蚀, 即获得一块金相样品。在金相显微镜下观察，可以看到金属材料内部的微观形貌。这种微观形貌称做显微组织(简称组织)。

组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成。

金属材料的组织可以由单相组成，也可以由多相组成。

例如, 图(a)为纯铁的室温平衡组织。这种组织叫铁素体，由颗粒状的单相α相(也称铁素体相)组成。

图(c)是碳质量分数为0.77%的铁碳合金的室温平衡组织, 叫珠光体。它是由粗片状的α相和细片状的Fe3C相两相相间所组成。

(a) 0.01%C

铁素体

500倍

(b) 0.45%C

铁素体+珠光体

500倍

(c) 0.77%C

珠光体

500倍

(d) 1.2%C

珠光体+二次渗碳体

500倍

三、相与组织的区别

相：是指合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分；

组织：是指合金中有若干相以一定的数量、形状、尺寸组合而成的并且具有独特形态的部分。

铁渗碳体相图中所有的物质都是由渗碳体和铁素体构成的，这两个是相，但由于结晶方式的不同，它们两个的形态，相对数量会有所不同，造成宏观上形貌的不同，即构成不同的组织了。如珠光体和莱氏体，它们本质都是由两种相构成，但是比例不同，当然形貌不同，它们就是不同的组织。

铁碳合金相图中的相有：铁素体、奥氏体、渗碳体三种。

铁碳合金相图中的组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、回火马氏体、魏氏组织。

其中铁素体、奥氏体、渗碳体三种既是相也是组织，具有双重身份，其他的都是混合物。如何区分？

1、根据含碳量：铁素体含碳0~0.0218%，奥氏体0~2.11%，渗碳体6.69%，

2、根据冷却速度：珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体一个比一个冷速快。

3、根据相变反应：珠光体是共析转变产物、莱氏体是共晶转变产物。

4、根据金相分析，这是最主要的区分方法：不同的组织形态不同，有很大区别，比如：

珠光体、索氏体、托氏体都是层片状且一个比一个细，贝氏体是黑色针状或羽毛状、马氏体是板条状或片状，魏氏组织是分布着针状物质等等。

铁素体、渗碳体、奥氏体都是碳钢的基本相，是单一组织，可以独立存在，因此也是铁碳合金中的组织。

而珠光体、莱氏体不是单一相，是属于多相组成的机械混合物，因此，只能是铁碳合金的组织。

所以，铁素体是相，因其有时独立存在于碳钢，因此也属于组织。