第二章 工程材料的组织结构 不同的金属材料具有不同的力学性能；同一种金属材料，在不同的条件下其力学性能也是不同的。金属性能的这些差异，完全是由金属内部的组织结构所决定的。因此，研究金属的晶体结构及其变化规律，是了解金属性能，正确选用金属材料，合理确定加工方法的基础。

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1 第二章 工程材料的组织结构 不同的金属材料具有不同的力学性能；同一种金属材料，在不同的条件下其力学性能也是不同的。金属性能的这些差异，完全是由金属内部的组织结构所决定的。因此，研究金属的晶体结构及其变化规律，是了解金属性能，正确选用金属材料，合理确定加工方法的基础。

2 纯金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 固态物质按其原子（或分子）的聚集状态可分为晶体和非晶体两大类。凡原子（或分子）按一定的几何规律作规则的周期性重复排列的物质，称为晶体（金属和合金）。而原子（或分子）无规则聚集在一起的物质则称为非晶体（松香、玻璃、沥青）。 晶体具有固定的熔点（或凝固点）、具有各向异性的特征。而非晶体则没有固定的熔点（或凝固点），具有各向同性的特征。 晶体与非晶体在一定条件下可以互相转化。

3 二、晶体结构的基本知识 在研究金属的晶体结构时，为分析问题方便，通常将金属中的原子近似地看成是刚性小球。如图2–1所示。

4 为了便于理解和描述晶体中原子的排列情况，可将刚性小球再抽象成为一个几何点，几何点位于刚性小球的中心。这种几何点的空间排列称为空间点阵，简称为点阵。点阵中的几何点称为结点或阵点。
在表达点阵的几何图形时，为了观察方便，可作许多平行直线将结点连接起来，构成三维的几何格架，如图2–2所示。这种抽象的、用于描述原子在晶体中排列形式的几何空间格架称为晶格。

5 为了说明点阵排列的规律和特点，可在点阵中取出一个具有代表性的基本几何单元来进行分析，这个点阵的组成单元称为晶胞，如图2–2所示。
在晶体学中，通常取晶胞角上某一结点作为原点，沿其三条棱边作坐标轴X、Y、Z，称为晶轴。如图2–3所示。晶胞的大小和形状常以晶胞的棱边长度(称为品格常数)，a、b、c来表示晶胞的大小。

6 晶 面 晶 格 晶 向 晶 胞

7 三、常见金属的晶格类型 在金属晶体中，由于原子间的结合方式，决定了金属晶体具有高度对称的简单的晶体结构。其中常见的有以下三种： 1．体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞如图2–4所示。在晶胞的中心和八个角上各有一个原子，它是一个立方体（a=b=c，α=β=γ=90º）。体心立方晶格晶胞中的原子数n=8×1/8+1=2（个）。属于体心立方晶格类型的金属有α-Fe、Cr、W、Mo、V等。

8 2．面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞如图2–5所示。在晶胞的六个面的中心及八个角上各有一个原子，它也是一个立方体。面心立方晶格晶胞中的原子数n=8×1/8+6×1/2=4（个）。属于面心立方晶格类型的金属有γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pb等。

9 3．密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞如图2–6所示。在晶胞的每个角和上、下底面的中心上各有一个原子，晶胞的体内还有三个原子，它是一个六方柱体，由六个呈长方形的侧面和两个呈正六边形的底面组成。密排六方晶格晶胞中的原子数n=12×1/6+2×1/2+3=6（个）。属于密排六方晶格类型的金属有Mg、Zn、Be、Cd等。

10 4．配位数与致密度 晶体中原子排列的紧密程度与晶体结构类型有关。为了定量地表示晶体中原子排列的紧密程度，通常使用配位数和致密度这两个参数。 配位数是指晶体结构中与任一原子最邻近且等距离的原子数，例如体心立方晶格的配位数是8。 由于把晶格中原子看成是刚性小球，因此，晶体中原子排列的紧密程度可用晶胞中原子所占体积与该晶胞体积的比值来表示。例如在体心立方晶格中每个晶胞含有2个原子，原子直径与晶格常数之间的关系如图2–7所示，故体心立方晶格的致密度为： = = =0.68

11 五、晶体的各向异性 在晶体中由一系列原子组成的平面，称为晶面。图2–8所示为简单立方晶格中的一些晶面。 通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一定方向，称为晶向，如图2–9所示。

12 六、实际金属的晶体结构 如果一个晶体内部其晶格位向（即原子排列的方向）是完全一致的，则这种晶体称为单晶体，如图2–10a所示。

13 实际使用的金属材料即使体积很小，其内部仍包含了许许多多颗粒状的小晶体，每个小晶体的内部晶格位向是一致的，而各个小晶体彼此之间晶格位向不同，如图2–10b所示。小晶体的外形呈不规则的颗粒状，通常称为晶粒。晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。这种实际上由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。一般金属材料都是多晶体结构。 图2-10（b） 多晶体

14 晶体的缺陷 由于晶粒与晶粒之间存在着晶格位向上的差异，所以在晶界处原子的排列就不可能是规则的，这种原子排列不规则的区域称为晶体缺陷。根据晶体缺陷的几何特征，可将晶体缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三种。 1．点缺陷 常见的点缺陷是空位和间隙原子，如图2–11所示。在实际晶体结构中，晶格的某些结点往往未被原子占据，这种原子空缺的位置称为空位。与此同时，在晶格的某些空隙处又会出现多余的原子，这种不占有正常结点位置而是处在晶格空隙之中的原子，称为间隙原子。 在空位和间隙原子的附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使其周围的原子都离开了原来的平衡位置，这种现象称为晶格畸变。点缺陷的存在对金属的性能有影响，如使金属的屈服点升高，塑性下降等。

15 2．线缺陷 线缺陷是指在三维空间的一个方向上尺寸很大，其余两个方向上尺寸很小的一种晶体缺陷。晶体中的线缺陷通常是指各种类型的位错，即是指在晶体中某处有一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。晶体中的位错有刃型位错和螺型位错两种基本类型。刃型位错如图2–12所示。螺型位错如图2–13所示。 实验表明，在实际金属晶体中存在着大量的位错。晶体中位错数量的多少，可用单位体积内位错线的总长度来表示，称为位错密度。位错在晶体内的运动及位错密度的变化对金属的性能、塑性变形及相变有着极为重要的影响。

16 面缺陷是指在两个方向上的尺寸很长，第三个方向上的尺寸很小，呈面状分布的一种晶体缺陷。通常是指晶界和亚晶界。
3．面缺陷 面缺陷是指在两个方向上的尺寸很长，第三个方向上的尺寸很小，呈面状分布的一种晶体缺陷。通常是指晶界和亚晶界。 晶界处原子排列的不规则，使晶格处于畸变状态，因而晶界与晶粒内部有着一系列不同的特性，如晶界在常温下的强度、硬度较高，而在高温下强度、硬度较低；晶界容易被腐蚀；晶界的熔点低等。 实验证明，晶粒内部的晶格位向也不是完全一致的，每个晶粒都是由尺寸更小、位向差也更小的小晶块组成的，这些小晶块称为亚晶粒或亚结构。亚晶粒与亚晶粒之间的界面称为亚晶界。亚晶界是由一系列刃型位错组成的小角度晶界。亚晶界处同样产生晶格畸变，对金属的性能同样有重要影响。

17 点 缺 陷 线 缺 陷 面 缺 陷

18 第二节 纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线和过冷现象
第二节 纯金属的结晶 金属从液态经冷却转变为固态的过程，也就是原子由不规则排列的液体状态逐步过渡到原子作规则排列的晶体状态的过程，这一过程称为结晶过程。 一、纯金属的冷却曲线和过冷现象 纯金属都有一个固定的结晶温度（或称凝固点），所以纯金属的结晶过程总是在一个恒定的温度下进行的。金属的结晶温度可用热分析实验法来测定。热分析实验的装置如图2–16所示。

19 纯金属的冷却曲线，如图2–17所示。 从冷却曲线上可以看出，在冷却曲线上出现了一个平台，这个平台所对应的温度就是纯金属进行结晶的温度。由于金属在结晶过程中会释放结晶潜热，它补偿了向外界散失的热量，使温度并不随时间增长而下降，因而在冷却曲线上出现了平台。直至金属结晶终了，温度又继续下降。

20 纯金属在无限缓慢的冷却条件下（即平衡条件下）冷却，所测得的结晶温度称为理论结晶温度，用符号T0表示。在T0温度，晶体与液体处于平衡状态。实际情况下，由于冷却速度较快，金属液总是在理论结晶温度T0以下的某一温度Tn才开始结晶，Tn称为实际结晶温度。实际结晶温度Tn低于理论结晶温度T0的现象称为过冷现象。理论结晶温度T0与实际结晶温度Tn的差值ΔT称为过冷度。金属结晶时的冷却速度越快，过冷度越大。过冷是金属结晶的必要条件。

21 纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所经历的这段时间内发生的。它是不断形成晶核和晶核不断长大的过程，如图2–18所示。
二、纯金属的结晶过程 纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所经历的这段时间内发生的。它是不断形成晶核和晶核不断长大的过程，如图2–18所示。 当液态金属温度下降到实际结品温度时，在某些局部微小的体积内，原子自发地聚集在一起，并按金属晶体的固有规律排列成有规则的原子集合体，形成晶核，此现象成为自发形核。实际金属中常有杂质的存在，依附于杂质而形成晶核的方式成为非自发形核。

22 在晶核长大的初期，其外形是比较规则的。随着晶核的长大和晶体棱角的形成，由于棱边和尖角处的散热条件优越，晶粒在棱边和尖角处就优先长大，如图2–19所示。晶体的这种生长方式就象树枝一样，先长出干枝，然后再长出分枝，因此，所得到的晶体称为树枝状晶体，简称为枝晶。 晶体在长大的过程中，由于金属液流动等原因而发生枝晶晶轴之间的相对转动，产生晶格位向差，于是，在晶粒内部就形成了亚晶粒。

23 三、金属结晶后的晶粒大小 1．晶粒大小对金属力学性能的影响
金属结晶后的晶粒大小可用单位体积内的晶粒数目来表示。实验证明，在常温下细晶粒金属的力学性能比粗晶粒金属高。表2–1说明了晶粒大小对纯铁力学性能的影响。 表2–1 晶粒大小对纯铁力学性能的影响 晶粒平均直径/μm 抗拉强度/MPa 伸长率（%） 97 168 28．8 70 184 30．6 25 215 39．5 2 268 48．8 1．6 270 50．7 1 284 50

24 2．细化晶粒的方法 金属结晶后单位体积内晶粒的数目取决于结晶时的形核率和晶核的长大速度。形核率是指单位时间、单位体积金属液内形成的晶核数目。 （1）增加过冷度 即加快金属液的冷却速度能使晶粒细化。这种方法只适用于中、小型铸件。 （2）变质处理 即在浇注前向金属液中加入少量形核剂（又称变质剂或孕育剂），造成大量非自发形核，使晶粒细化。 （3）振动处理 金属结晶时，对金属液进行机械振动、超声波振动或电磁振动等，使生长中的枝晶破碎，提高形核率，达到细化晶粒的目的。

25 第三节 金属的同素异构转变 大多数金属结晶终了后，在继续冷却的过程中，其晶体结构不再发生变化。但有些金属如铁、钴、钛等，在固态下因所处温度不同而具有不同的晶格形式。金属在固态下随温度的改变由一种晶格变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变或同素异晶转变。由同素异构转变所得到的不同晶格类型的晶体称为同素异构体或同素异晶体。常温下的同素异构体一般用符号α表示，温度较高时的同素异构体依次用符号β、γ、δ表示。

26 金属的同素异构转变过程与金属液的结晶过程很相似，实质上它是一个重结晶过程，因此，同素异构转变同样遵循结晶的一般规律：转变时需要过冷；有潜热产生；转变过程也是在恒温下通过晶核的形成和长大来完成的，如图2–22所示。但由于同素异构转变是在固态下发生的，原子扩散比较困难，致使同素异构转变需要较大的过冷度。另外，由于同素异构转变前后晶格类型不同，原子排列的疏密程度发生改变，将引起晶体体积的变化，故同素异构转变往往会产生较大的内应力。 在770℃时的转变为磁性转变，转变时晶格类型没有发生改变，因此它不属于同素异构转变。

27 第四节 合金的晶体结构与结晶 一般来说，纯金属具有良好的导电性、导热性、塑性和美丽的金属光泽，在人类生产和生活中获得了广泛应用。但由于纯金属种类有限，提炼比较困难，力学性能较低，因此无法满足人们对金属材料提出的多品种、高性能的要求。工程上大量使用的金属材料都是根据实际需要而配制的成分不同的合金，合金具有比纯金属更高的力学性能和某些特殊的物理、化学性能，如碳钢、铸铁、黄铜等。

28 合金的基本概念 合金是由两种或两种以上的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。 组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。组元通常是纯元素，也可以是稳定的化合物。合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。 由相同组元构成的成分不同的合金组成了一个合金系统，简称为合金系。合金系也可以分为二元系、三元系和多元系。 纯金属可以看成是合金的一个特例，只有一个组元，称为单元系。 合金中成分和结构都相同的组成部分称为相。相与相之间具有明显的界面，称为相界面。

29 第二节 合金的晶体结构 如果将合金加热到熔化状态，组成合金的各个组元可以相互溶解形成均匀的、单一的液相，但经冷却结晶后，由于各个组元之间的相互作用不同，在固态合金中将形成不同的相，其原子排列方式也不相同。相的晶体结构称为相结构，合金中的相结构可分为固溶体、金属化合物和机械混合物三类。 一、固溶体 当合金由液态结晶为固态时，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相称为固溶体。固溶体的晶体结构与其中某一组元的晶体结构相同，而其它组元的晶体结构将消失。能够保留晶体结构的组元称为溶剂，晶体结构消失的组元称为溶质。固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体两种。 1．间隙固溶体 若溶质原子在溶剂晶格中并不占据结点位置，而是处于各结点间的空隙中，则这种形式的固溶体称为间隙固溶体，如图4–1a所示。 2．置换固溶体 若溶质原子代替一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格中的某些结点位置，则这种形式的固溶体称为置换固溶体，如图4–1b所示。

30 间隙式固溶体 置换式固溶体

31 3．固溶体的性能 由于溶质原子的溶入，引起固溶体晶格畸变，如图4–2所示，使位错移动时的阻力增大，变形抗力增加，结果金属的强度、硬度提高。这种通过溶入溶质元素形成固溶体，从而使金属材料的强度和硬度提高的现象，称为固溶强化。固溶强化是提高金属材料力学性能的一种重要途径。对于综合力学性能要求较高的结构材料，几乎都是以固溶体作为最基本的组成相的。

32 二、金属化合物 凡是由相当程度的金属键结合，并具有明显金属特性的化合物，称为金属化合物。金属化合物是金属材料中的一个重要组成相，如碳钢中的渗碳体（Fe3C）、黄铜中的β相（CuZn）等都是金属化合物。 凡是没有金属键结合，并且又没有金属特性的化合物，称为非金属化合物，如碳钢中依靠离子键结合的FeS和MnS都是非金属化合物。非金属化合物对合金性能的影响较坏，故又称为非金属夹杂物。

33 金属化合物的晶体结构与组成化合物的各组元的晶体结构完全不同，如图4–3所示。
金属化合物的熔点较高，性能硬而脆，在合金中存在时，通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性，但会使合金的塑性、韧性降低。

34 金属化合物的种类很多，常见的有以下三种类型：
1．正常价化合物 这类金属化合物通常是由金属元素与化学元素周期表中第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ族元素组成的，如Mg2Si、Mg2Sn、Mg2Pb等，其特点是成分固定不变。 2．电子化合物 这类金属化合物是按一定电子浓度形成具有一定晶格类型的化合物。如β相（CuZn）、γ相（Cu5Zn8）、ε相（CuZn3）。电子化合物的特点是成分可以在一定范围内变化。 3．间隙化合物 间隙化合物一般是由原子直径较大的过渡族金属元素（铁、铬、钼、钨、钒等）与原子直径较小的非金属元素（氢、碳、氮、硼等）组成的。间隙化合物的晶体结构特征是：直径较大的过渡族金属元素的原子占据了新晶格的正常结点位置，而直径较小的非金属元素的原子则有规律地嵌入晶格的空隙中，因而称为间隙化合物。间隙化合物一般分为晶体结构简单的间隙化合物和晶体结构复杂的间隙化合物两类。晶体结构简单的间隙化合物又称间隙相，如VC、WC、TiC等，而合金钢中的Cr23C6、Cr7C3、Fe4W2C等均属于晶体结构复杂的间隙化合物。

35 三、合金的组织 组织和结构是有区别的，主要表现在它们的尺度不同。组织是显微尺度的，是指在金相显微镜下所观察到的金属的内部情景；结构是原子尺度的，是指金属中原子的排列方式。 合金在室温下可以同时存在几种晶体结构，即可以多相共存，因而合金的组织比纯金属复杂得多。 纯金属、固溶体和金属化合物是组成合金的基本相。工业上使用的大多数合金的组织都是由固溶体和少量的金属化合物组成的混合物，混合物中各个相仍然保持着各自的晶体结构和性能。

36 二元合金相图 合金的组织及其形成过程比纯金属的复杂。那么，一定成分的合金在一定温度下会形成什么组织呢？合金相图是解决这个问题的一种工具。
合金相图又称合金平衡图或合金状态图，它是表示在平衡状态下，合金组织与成分、温度之间平衡关系的图形。当一定成分的合金在一定温度下停留足够长的时间，使所存在的各相达到几乎互不转化的状态，则可以认为是处于平衡状态，这时的相称为平衡相。

37 一、二元合金相图的建立 1．二元合金相图的表示方法

38 现以Cu–Ni二元合金为例，说明用热分析实验法测定及绘制合金相图的过程。
2．二元合金相图的测定方法 现以Cu–Ni二元合金为例，说明用热分析实验法测定及绘制合金相图的过程。 （1）配制Cu–Ni二元合金，见表4–1。（2）用热分析实验法测出各合金的冷却曲线，如图4–6a所示。（3）找出各冷却曲线上的相变点。（4）将各合金的相变点分别标注在温度–成分坐标图中相应的合金线上。（5）连接各意义相同的相变点，所得的线称为相界线。这样就得到了Cu–Ni二元合金相图，如图4–6b所示。图中各开始结晶温度连成的相界线称为液相线，各结晶终了温度连成的相界线称为固相线。 表4–1 Cu–Ni二元合金的成分和实验结果 序号 合金成分（%） 相变点/℃ Cu Ni 开始结晶温度 结晶终了温度 1 100 1083 2 80 20 1175 1130 3 60 40 1260 1195 4 1340 1270 5 1410 1360 6 1455

39 二、匀晶相图 凡二元合金系中两组元在液态和固态下以任何比例均可相互溶解，即在固态下能形成无限固溶体时，其相图属于匀晶相图，如Cu–Ni、Fe–Cr、Au–Ag等二元合金相图。现以Cu–Ni二元合金相图为例，对匀晶相图进行分析。

40 Cu–Ni二元合金相图如图4–7所示，图中A点为纯铜的熔点（1083℃）；B点为纯镍的熔点（1455℃）。ALB线为液相线，表示各成分的Cu–Ni二元合金在冷却过程中开始结晶或在加热过程中熔化终了的温度；AαB线为固相线，表示各成分的Cu–Ni二元合金在冷却过程中结晶终了或在加热过程中开始熔化的温度。液相线和固相线将整个合金相图分为三个区域，在液相线以上是单相的液相区，用符号L表示；在固相线以下是单相的固溶体相区，用符号α表示；在液相线和固相线之间是液相和固溶体两相共存区，即结晶区，用符号L+α表示。

41 现以Ni的质量分数为40%的Cu–Ni二元合金为例，对其结晶过程进行分析。

42 应当注意，固溶体合金的结晶过程与纯金属不同，纯金属是在恒温下进行结晶的，结晶过程中液固两相的成分不变，只是液固两相的相对量随温度降低而改变；固溶体合金是在一个温度范围内进行结晶的，结晶过程中随温度降低，在液固两相相对量发生改变的同时，液相的成分沿液相线变化，固相的成分沿固相线变化。固溶体合金和纯金属结晶后的显微组织相似，都是由许多晶粒组成的。

43 固溶体合金只有在冷却速度极其缓慢，原子能够进行充分扩散的条件下，获得与原合金成分相同的、均匀的α固溶体。在实际情况下，冷却速度一般较快，致使固溶体内部原子扩散来不及充分进行，结果在固溶体中先结晶部分和后结晶部分的化学成分不同。这种在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。由于固溶体合金的结晶一般是按树枝状方式进行的，因此，这种晶内偏析往往呈树枝状分布，故又称枝晶偏析，如图所示。

44 从图中可以看出，α固溶体是呈树枝状的，先结晶出的干枝部分，因含高熔点组元Ni的质量分数较高，不易侵蚀，呈白亮色；后结晶出的分枝部分，因含低熔点组元Cu的质量分数较高，易侵蚀，呈黑色。
一般，结晶时冷却速度越快，偏析程度越严重。枝晶偏析的存在，会严重降低合金的力学性能和加工工艺性能，生产上通常是将有枝晶偏析的合金加热到高温，经长时间保温，使原子进行充分扩散，达到成分均匀化的目的，这种热处理方法称为均匀化退火。

45 三、共晶相图 凡二元合金系中两组元在液态下完全互溶，在固态下形成两种不同固相，并发生共晶转变的，其相图属于共晶相图，如Pb–Sn、Pb–Sb、Al–Si、Ag–Cu等二元合金相图。 共晶转变是指一定成分的液相在一定温度下，同时结晶出两种不同固相的机械混合物的恒温可逆转变。现以Pb–Sn二元合金相图为例，对共晶相图进行分析。 1．相图分析 图4–10为Pb–Sn二元合金相图，图中α表示Sn在Pb中溶解所形成的固溶体，β表示Pb在Sn中溶解所形成的固溶体。

46 DCE线称为共晶线，液相在冷却到共晶线温度（183℃）时将发生共晶转变，形成由α固溶体和β固溶体组成的两相机械混合物组织，称为共晶体或共晶组织。C点所对应的温度和成分分别称为共晶温度和共晶成分。DF线和EG线为溶解度线，分别表示α固溶体和β固溶体的溶解度随温度变化的规律。 上述相界线将Pb–Sn二元合金相图分成三个单相区L、α、β，三个两相区L+α、L+β、α+β及一个三相区L+α+β（共晶线DCE）。 A点为纯铅的熔点（327℃）；B点为纯锡的熔点（232℃）；C点为共晶点；D点为α固溶体的最大溶解度点；E点为β固溶体的最大溶解度点。 AC线和BC线为液相线，液态合金在冷却到AC线温度时开始结晶出α固溶体，冷却到BC线温度时开始结晶出β固溶体。AD线和BE线为固相线，合金在冷却到AD线温度时α固溶体结晶终了，冷却到BE线温度时β固溶体结晶终了。

47 2．结晶过程分析 （1）共晶成分的合金 图4–10中C点成分的合金为共晶合金。

48 （2）亚共晶成分的合金 图4–10中D点与C点成分之间的合金，称为亚共晶合金。

49 （3）过共晶成分的合金 图4–10中C点与E点成分之间的合金，称为过共晶合金。

50 （4）无共晶转变的合金 图4–10中D点左侧和E点右侧的合金，在冷却过程中不会发生共晶转变。

51 根据上述结晶过程分析，可以看出Pb–Sn二元合金的组织中仅出现了α、β两相，因此，α、β两相称为Pb–Sn二元合金的相组分，图4–10中各相区就是以合金的相组分填写的。由于不同合金的结晶过程不同，各相组分以不同的数量、大小、形态相互组合，形成合金的各种组织，如Pb–Sn二元合金中的α、β、αⅡ、βⅡ、（α+β），它们各自具有一定的形态特征，在金相显微镜下可以明显分辨，故称它们为Pb–Sn二元合金的组织组分，图4–19为各相区以组织组分填写的Pb–Sn二元合金相图。

52 四、合金力学性能与相图的关系 当合金形成单相固溶体时，合金的力学性能与组元的性质、溶质元素的含量有关。固溶体合金的强度、硬度变化规律如图4–20所示。 当合金形成两相混合物时，其力学性能随合金成分的改变而呈直线关系在两组成相的性能之间变化。当合金形成共晶组织时，力学性能还与组织的细密程度有关，共晶组织越细密，合金的强度、硬度越高。具有共晶转变合金的硬度变化规律如图4–21所示。