机械工程材料-2015-第二章
《机械工程材料》复习习题及答案
第一章材料的性能1．1 名词解释δb δb δsδ0.2 δ-1 a k HB HRC1．2 填空题1．材料常用的塑性指标有(延伸率)和(断面收缩率)两种，其中用(延伸率)表示塑性更接近材料的真实变形。
2．检验淬火钢成品件的硬度一般用( 洛氏)硬度，检测退火件、正火件和调质件的硬度常用(布氏)硬度，检验氮化件和渗金属件的硬度采用(维氏)硬度试验。
3．材料的工艺性能是指( 铸造)性能、(锻造)性能、(焊接)性能、(切削加工)性能和(热处理)性能。
4．工程上常用金属材料的物理性能有( 熔点)、(密度)、（导电性）、(磁性)和(热膨胀性)等。
5．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是(冲击韧性ak )，其单位是( J/cm2 )。
1．3 简答题2．设计刚性好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?3．常用的硬度方法有哪几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?1．4 判断1．金属的熔点及凝固点是同一温度。
( 错)2．导热性差的金属，加热和冷却时会产生内外温度差。
导致内外不同的膨胀或收缩，使金属变形或开裂。
( 对)3．材料的强度高，其硬度就高，所以刚度大。
( 错)4．所有的金属都具有磁性，能被磁铁所吸引。
( 错)5．钢的铸造性比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。
( 错)1．5 选择填空1．在有关零件图图纸上，出现了几种硬度技术条件的标注方法，正确的标注是( D )。
(a)HBS650—700 (b)HBS＝250—300Kgf/mm2(c)HRCl5—20 (d) HRC 45—702．在设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标是( a )。
(a) δb (b) δs(c) δ0.2(d) δp3．在作疲劳试验时，试样承受的载荷为( c )。
(a)静载荷(b)冲击载荷(c)交变载荷4．洛氏硬度C标尺使用的压头是( b )。
(a)淬硬钢球(b)金刚石圆锥体(c)硬质合金球5．表示金属密度、导热系数、导磁率的符号依次为( d )、( f )、( c )。
机械工程材料习题答案
第六章 钢的热处理
2、何谓本质细晶粒钢？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？
答： wC0.45%碳钢属于低碳钢，室温平衡组织为F+P，其中F和P相对含量分别为：
wF%0.77 0. 77 0.4542%
硬因度此和，伸该长碳率钢等的性硬能度指为标：符合加w合P法%则。 00..747558%
伸长率为：
H 4 5H PV P % H FV F % 1 8 0 5 8 % 8 4 2 % 1 0 4 .4 3 .3 6 1 0 7 .7 6
增加，材料硬度增加、塑性下降，强度在~ wC0.90% 时最高，之后下降。
因此，Rm（ σb）： wC0.20%< wC1.20%< wC0.77% HBW： wC0.20%< wC0.77%< wC1.20% A： wC1.20%< wC0.77%< wC0.20%
4、计算碳含量为wC0.20%的碳钢的在室温时珠光体和铁素体的相对含量。
B 将（ α+β ）II 视为一种组织构成项：
WαI=
W（α+β）II=
61.9-30 61.9-19 30-19 61.9-19
=74.36% =25.64%
WαI= W（α+β）II=
61.9-30 61.9-19 30-19 61.9-19
=74.36% =25.64%
则在（ α+β ）II中含有多少α和多少β相？
2、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。
答： 固溶强化：溶质原子溶入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而位错运动时受到阻力增大。 弥散强化：金属化合物本身有很高的硬度，因此合金中以固溶体为基体再有适量的金属间化合物均 匀细小弥散分布时，会提高合金的强度、硬度及耐磨性。这种用金属间化合物来强化合金的方式为 弥散强化。 加工强化：通过产生塑性变形来增大位错密度，从而增大位错运动阻力，引起塑性变形抗力的增加， 提高合金的强度和硬度。 区别：固溶强化和弥散强化都是利用合金的组成相来强化合金，固溶强化是通过产生晶格畸变，使 位错运动阻力增大来强化合金；弥散强化是利用金属化合物本身的高强度和硬度来强化合金；而加 工强化是通过力的作用产生塑性变形，增大位错密度以增大位错运动阻力来强化合金；三者相比， 通过固溶强化得到的强度、硬度最低，但塑性、韧性最好，加工强化得到的强度、硬度最高，但塑 韧性最差，弥散强化介于两者之间。
机械工程材料第二版课后答案
1－3 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。
答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。
因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。
1－4 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲劳极限。
1－9 传统的强度设计采用许用应力[σ]= σ0.2/n,为什么不能一定保证零件的安全性？有人说：“安全系数n越大，零件工作时便越安全可靠。
”，你怎样认识这句话？答：传统的强度设计采用[σ]= σ0.2/n ，都是假设材料是均匀无缺陷的，而实际上材料中存在着既存或后生的微小宏观裂纹，因此在实际的强度设计中还应考虑材料抵抗脆性断裂的力学性能指标—断裂韧度（KI），只考虑许用应力[σ]= σ0.2/n 是不能保证零件的安全性的。
“n越大，零件越安全”也是不对的，因为[σ]= σ0.2/n,n增大就会使[σ]降低而牺牲材料的强度，将塑性和韧性取大一些，导致[σ]偏低而零件的尺寸与重量增加，浪费了原材料。
1－11 一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。
答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。
2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg、Zn2-2 已知－Fe的晶格常数（a=3.6 ）要大于－Fe的晶格常数（a=2.89 ）,但为什么－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积反而增大？答：－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积增大，是因为转变之后面心立方的－Fe转变为体心立方的－Fe时致密度变小。
机械工程材料习题答案
机械工程材料习题答案第二章作业2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点?－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构? 答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方:－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方:Mg、Zn2———7为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。
第三章作业3－2 如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下,所得铸件晶粒的大小;⑴金属模浇注与砂模浇注;⑵高温浇注与低温浇注;⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分.答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释.答:晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高,而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。
原因是：（1）强度高:Hall-Petch公式。
晶界越多,越难滑移。
（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散,减少应力集中。
(3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。
4－6 生产中加工长的精密细杠(或轴）时,常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7～15天，然后再精加工.试解释这样做的目的及其原因?答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。
4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工(钨熔点是3410℃,锡熔点是232℃)?答:W、Sn的最低再结晶温度分别为:TR（W) =（0.4～0。
机械工程材料习题及参考解答
– 10．金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍强一些。 （×）
院
– 11．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
（√）
机械工程材料 第二章 金属的结构
（四） 选择正确答案
– 1． 正的电阻温度系数的含义是：
a温．度随增温高度电升阻高减导小电。性增大；√b．随温度降低电阻降低；c．随
位错密度提高，变形抗力增大。 – 2． 滑移的实质是 位错的运动 。
– 3． 金属塑性变形的基本方式是 滑移和孪生 。
– 4． α - Fe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别是
中
｛110｝和〈111〉 。
南
– 5． 影响多晶体塑性变形的两个主要因素是 晶界 和 晶粒 。
大 学 机 电
– 6． 变形金属的最低再结晶温度是指 当变形度达到一定大小 后，金属的再结晶温度趋于某一稳定值时的温度 ，其数值 与熔点间的大致关系为 TR≈（0.35－0.4）Tm 。
– 4． 错位分两种，它们是刃型位错和 螺旋位错，多余半原子面
中
是 刃型 位错所特有的。
南 大
– 5． 在立方晶系中，｛120｝晶面族包括 ( 120)、(120)、(120)、
学
(120)、(120)、(12 0 )、(1 20 )、(120)
等
机 电 工
– 6． 点缺陷 有 空位和 间隙原子 两种；面缺陷中存在大量 的 位错 。
（×）
– 2． 金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。 （×）
– 3． 因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，
所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。
（√）
– 4． 在立方晶系中，（123）晶面与[12]晶向垂直。
机械工程材料双语课件第二章
Fatigue strength
§2 Iron-carbon phase diagram
铁碳合金相图
Phase and Phase diagrams （相与相图）
•Phase：a region that differs in its state, microstructure， and /or composition from another region.
两组元在液态下无限溶解，固态下有限 溶解的二元合金相图。
The characteristics of eutectic system （共晶相图特点）：
eutectic reaction(共晶反应)
Eutectic reaction equation
共晶反应式
Eutectic system
（共晶相图）
Toughness What’s the relationship between the
value of ak and toughness? ak ↑，toughness↑
Questions for you
4. When a metal is subjected to repetitive stresses ， even when the stress is much lower than that which the metal can withstand under a static stress, the metal will fail to work. What do we call this phenomenon?
（共析相图）
The eutectoid reaction takes place completely in the solid state.
机械 工程材料 第二章
t
2、平衡结晶过程：以如图所示合金1为例来分析平衡结 晶过程：
液态合金冷至t1温度，开始从液态合金中析出α 相，此 时结晶出的α 成分为α 1，液相的成分为L1（即为合金的 成分）； 随着温度的降低，L→ α ，到达t2温度，液相的成分沿 着液相线变为L2，固相沿着固相线变为α 2；同时，液相 的数量逐渐的降低， α 相的数量逐渐的增加； 温度冷至t3时，液相成分沿着液相线变化为l3 ，固溶体 成分沿着固相线变化为α 3，并与l3相平衡。温度冷至t4 时，液相全部结晶为α 相， α 成分沿固相线变为α 4 （即合金的成分）。 温度继续下降，就为固溶体α 的简单冷却。
2.1.4、金属结晶的过程：
金属的结晶包括晶核的形成和晶核长大的过程 液态金属 形核
晶核长大
完全结晶
2.1.5 晶核的形成方式
两种形核方式 —— 自发形核 与 非自发形核
自发形核 由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核尺寸后形成 的结晶核心。 非自发形核 —— 是依附于外来杂质上生成的晶核。
金属结晶的结构条件
（二）、 二元共晶相图
二元共晶相图：当两组元在液态时无限互溶，在 固态时有限互溶，并能发生共晶转变的二元相图 叫做二元共晶相图。例如：Pb—Sn、Cu—Ag、 Zn—Sn相图等；
1 2 3 4
1455
1
L
2
3 4
1 2 3
匀晶转变 L
4
L
Ni
100
Cu 20 40
60 80 冷却曲线 Ni% 液态合金冷至 t1温度，开始从液态合金中析出 相，此时结晶出的 温度冷至t3时，液相成分沿着液相线变化为 l3 α ，固溶体成分沿着 α 成分为α α3 L1（即为合金的成分）； 1，液相的成分为 固相线变化为 ，并与l3相平衡。温度冷至 t4时，液相全部结晶为 随着温度的降低，L→ α ，到达 t2温度，液相的成分沿着液相线变 α相， α成分沿固相线变为 α4（即合金的成分）。 为L2，固相沿着固相线变为 α 2；同时，液相的数量逐渐的降低， 温度继续下降，就为固溶体 α的简单冷却。
机械工程材料第二章金属塑性变形与再结晶
4. 再结晶与重结晶
相同点：晶粒形核、长大的过程。
不同点： （1）再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化， 重结晶时晶格类型发生改变。 （2）再结晶是对冷塑性变形的金属而言的，没有 发生冷塑性变形的金属不存在再结晶问题。
三、晶粒长大 再结晶刚刚完成后的晶粒是无畸变的等轴晶粒， 如果继续升高温度或延长保温时间，晶粒之间就 会通过晶界的迁移相互吞并而长大。
➢ 产生残余应力。
（二）其他性能
塑性变形影响金属的物理、化学性能， 如电阻增大，导磁率下降，耐腐蚀性能 降低。 密度、导热系数下降。
三、残余应力（约占变形功的10％）
（一）宏观内应力（第一类内应力） 原因：由工件不同部位的宏观变形不均匀而引起的。 作用范围：作用于整个工件。
金属棒弯曲变形后 的残余应力
正火组织
带状组织
金属冷拉拔后 的残余应力
（二）微观内应力（第二类内应力） 原因：晶粒或亚晶粒之间的变形不均匀引起的。 作用范围：与晶粒尺寸相当。
（三）点阵畸变（第三类内应力）80-90%
原因：晶体缺陷而引起的畸变应力。 作用范围：约几百到几千个原子范围内。
金属强化 主要原因
➢第一类、第二类残余应力： 弊：对金属材料的性二、塑性变形对金属性能的影响
（一）力学性能 加工硬化（形变强化）:随着冷塑性变形量 的增加，金属的强度、硬度升高，塑性、韧 性下降的现象。
工业纯铜
45钢
➢加工硬化是强化金属的重要手段之一。
对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。
链条板的轧制
材料为Q345（16Mn) 钢 的自行车链条经过五 次轧制，厚度由3.5mm压缩到1.2mm，总变形 量为65%。
原始横截面积的百分比。
Ψ=
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.1
材料的制备过程
Material’s Manufacture Process
•2.1.1 材料凝固与结晶的条件
Conditions for solidification and crystallization of materials
•2.1.2 金属材料的制备
Preparation of the metal materials
第2章 材料的制备与相图
Manufacture and Phase Diagram of Materials
主要问题提示 Main questions
•1.何谓“凝固”、“结晶”？纯质材料结晶的充分、必要条件及一般规 律是什么？控制纯金属结晶后晶粒度的途径与具体措施又是什么呢？ •2.二元合金相图的基本类型有哪几种？固溶体合金结晶（平衡结晶、不 平衡结晶）的主要特点是什么？ •3.杠杆定律的适用条件与主要内容是什么？ •4.何谓共晶相图？试分别分析共晶、亚（或过）共晶成分合金的平衡结 晶过程？ •5.能熟练地默画经简化的铁碳相图. 对于铁碳相图中基本相的特点是否掌 握了，能否会以相或组织组分的形式正确填写铁碳相图呢？ •6.是否能熟练地分析共析、亚共析、过共析钢的平衡结晶过程（语言文 字和冷却曲线两种方式）并能利用杠杆定律分别计算其室温下相或组织组 分的质量分数呢？ •7.平衡条件下，各平衡相和组织组分（如A、F、Fe3C、P、Ld等）的本 质、形貌特征和性能特点是什么？能否利用其正确分析铁碳合金在平衡状 态下各种力学性能的变化吗？
•2.3 二元相图的典型应用——铁碳合金相图
Typical applications of two-component phase diagram-The ironcarbon equilibrium diagram
•2.4 凝固与结晶理论的应用
The applications of solidification and crystallization theory
铁素体
珠光体
陶瓷
• 1.组元、相、组织与合金的概念
“相结构”指的是相中原子的具体排列规律，即相的晶体结构。 （3）组织（microstructure）与相的关系 “组织”是与“相” 有紧密联系的概念。“相”是构成组织的最基本组成部分;但是当 “相”的大小、形态与分布不同时会构成不同的微观形貌(图象)，各 自成为独立的单相组织，或与别的相一起形成不同的复相组织。例 如左下图所示工业纯铁的显微组织就是由单相α构成的组织，而正下 图所示共析碳钢的显微组织则是由α相与Fe3C相层片交替、相间分 布共同构成的组织（即称珠光体）。而普通陶瓷则由右下图所示晶 相、玻璃相和气相所组成。
固溶强化
晶格畸变示意图
2.晶体材料的基本相结构
•（2）化合物
•当元素之间不具备形成固溶体的条件或溶质含量超过了溶剂的溶解度时， 在合金中往往会出现新相，新相的结构不同于合金中任一组元，这种新相 称为化合物。金属材料中的化合物可分为金属化合物和非金属化合物。
•凡是由相当程度的金属键结合并具有金属特性的化合物称为金属化合物,例 如碳钢中的渗碳体(Fe3C)。凡不是金属键结合又不具有金属特性的化合物 称为非金属化合物，例如碳钢中依靠离子键结合的FeS和MnS。 •①金属化合物的分类 •i.正常价化合物 符合一般化合物的原子价规律，成分固定并可用化学式 表示，如Mg2Si等。 ii.电子化合物 不遵守原子价规律，而服从电子浓度(价电子总数与原子数 之比)规律。电子浓度不同，所形成化合物的晶格类型也不同。
＃形成无限固溶体示意图
2.晶体材料的基本相结构
•（1）固溶体（solid solution）
•③按溶质原子和溶剂原子的相对分布分类: •i.无序固溶体 溶质原子随机分布于溶剂的晶格中，它或占据溶剂 原子等同的一些位置，或占据溶剂原子间的间隙中，看不出什么次 序或规律性，这类固溶体称无序固溶体。 •ii.有序固溶体 当溶质原子按适当比例并按一定顺序和一定方向， 围绕着溶剂原子分布时，这种固溶体称有序固溶体。它既可是置换 式的有序，也可是间隙式的有序。
第2章 材料的制备与相图
Material’s Manufacture and Phase Diagram •2.1 材料的制备过程
Material’s Manufacture Process
•2.2 二元相图的基本类型
Basic types of two-component phase diagram
2.晶体材料的基本相结构
•iii.间隙化合物 系由过渡族金属元素与C、H、N等原子半径较小非 金属元素形成的金属化合物。根据非金属元素(以x表示)与金属元素 (以M表示)原子半径的比值，可将其又分为两种： •a间隙相(rX/rM＜0.59） 如FCC结构的VC，TiC，简单立方结构的 WC等； •b复杂晶体结构的间隙化合物（rX/rM＞0.59） 如钢中的Fe3Ｃ(复杂 的斜方晶格 ，图1-18所示)等。
间隙相VC的结构
图1.18 渗碳体的结构
2.晶体材料的基本相结构
②金属化合物的性能特点：较高的熔点、较高的硬度 和较大的脆性(即硬而脆)，但塑性很差。特别是间隙 相具有极高的熔点和硬度。 •金属化合物常被用作强化相，用以提高合金的强度、 硬度、耐磨性及耐热性等。
表1.3 一些碳化物的硬度和熔点
间隙相
铁素体
珠光体
2.晶体材料的基本相结构
•（1）固溶体（solid solution）
•定义：指溶质原子溶入溶剂晶格中所形成的均一、保持溶剂晶体结构的结晶 相。其分类如下。 •①按照溶质原子在溶剂晶格中所占据位置分类: •i.置换固溶体 系指溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置所形成的固溶体， 犹如这些结点上的溶剂原子被溶质原子所置换一样，因此称为置换固溶体， 如图1-17a示。当溶质原子与溶剂原子的直径、电化学性质等较为接近时， 一般可形成置换固溶体。 •ii.间隙固溶体 溶质原子不是占据溶剂晶格的正常结点位置，而是嵌入溶剂 原子间的一些间隙中，如图1-17b示。当溶质原子直径(如C、N等元素)远小 于溶剂原子(如Fe、Co、Ni等过渡族金属元素等)时，一般形成间隙固溶体。
1.3.1 晶体材料的基本相结构
Structure Characteristics of Common Engineering Materials
• 1.组元、相、组织与合金的概念
•（1）组元（constituent） 组成材料的最基本、独立的物质称为“组
元”。组元可以是纯元素，也可是稳定化合物。金属材料的组元多为纯元素,无 机材料则多为化合物。
有序固溶体示意图
2.晶体材料的基本相结构
•（1）固溶体（solid solution）
④固溶体的性能特点：形成固溶体时，由于溶质原子的溶入而 使固溶体的晶格发生畸变，位错运动的阻力增加，从而提高了 材料的强度和硬度，这种现象称为固溶强化。 固溶体比纯组元和化合物具有较为优越的综合力学性能。因此， 固溶体具有良好的塑性、韧性,同时比纯组元有较高的硬度、强 度。因此，各种金属材料总是以固溶体为基体相。
实际金属晶体中的缺陷
点缺陷
线缺陷
面缺陷
表1.2 实际金属晶体缺陷的特征
1.2.4 同素异构(晶)转变(多晶型转变)
Allotropy and polymorphism
•伴随着外界条件(温度或压力)的变化，物质在固 态时所发生的晶体结构的转变，称为同素异构
(晶)转变，亦称多晶型转变。具有同一化
学组成却有不同晶体结构的材料，即称为同素异 构(晶)体或多晶性材料。 •固态下的同素异构转变与液态结晶一样，也是 形核与长大的过程。为了与液态结晶加以区别， 将这种固态下的晶体结构变化过程称为重结晶。 同素异构转变也需要过冷，而且过冷倾向很大。 由于晶格类型的改变必然伴随着体积的变化，所 以造成很大的内应力。但在工程上，同素异构转 变又具有重大实际意义。因为化学组成相同的材 料，可以具有不同的晶体结构，因而所获得的性 图1.16 纯铁的同素异构转变 能也迥然不同。
← 间隙固溶体
置换固溶体 →
图1.17 固溶体的两种类型
2.晶体材料的基本相结构
•（1）固溶体（solid solution）
•②按固态溶解度分类: •i.有限固溶体 在一定条件下，溶质原子在固溶体中的浓度有一定限度， 超过此限度就不再溶解了。这一限度称为溶解度或固溶度，这种固溶体 称为有限固溶体，大部分固溶体都属于此类(间隙固溶体只能是有限固 溶体)。 •ii.无限固溶体 溶质原子能以任意比例溶入溶剂,固溶体的溶解度可达 100%，这种固溶体称无限固溶体。无限固溶体只能是置换固溶体，且溶 质与溶剂原子晶格类型相同，电化学性质相近，原子尺寸相近等。如 Cu-Ni系合金可形成无限固溶体。
•（2）相（phase） 材料中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一结构
并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为“相”。若材料是由成分、结构相 同的同种晶粒构成的，尽管各晶粒之间有界面隔开，但它们仍属于同一种相。若 材料是由成分、结构都不相同的几部分构成，则它们应属于不同的相。例如工业 纯铁是单相合金（如左下图所示），共析碳钢在室温下由铁素体和渗碳体两相 （如下图所示）组成，而陶瓷材料则由晶相、玻璃相(即非晶相)与气相三相所组 成(如右下图所示)。
铁素体
珠光体
陶瓷
•
1.组元、相、组织与合金的概念
•组织是材料性能的决定性因素。相同条件下，材料的性能随其组织的不同 而变化。因此在工业生产中，控制和改变材料的组织具有相当重要意义。由 于一般固体材料不透明，故需先制备金相试样，包括样品的截取、磨光和抛 光等步骤，把欲观察面制成平整而光滑如镜的表面，然后经过一定的浸蚀， 再在金相显微镜下观察其显微组织（如左下图所示）。 •（4）合金 由两种或两种以上金属元素或金属元素与非金属元素组成的具 有金属特性的物质称为“合金”。例如，黄铜是铜和锌组成的合金，碳钢和 铸铁是铁和碳组成的合金。由给定组元可按不同比例配制出一系列不同成分 的合金，这一系列合金就构成一个合金系统，简称合金系。两组元组成的为 二元系，三组元组成的为三元系等。