如何理解材料微观组织和相的概念

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lilipat
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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。

相(phase) 体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面,在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数,用P表示。

(1)相与相之间有界面,各相可以用物理或机械方法加以分离,越过界面时性质会发生突变。

(2) 一个相可以是均匀的,但不一定只含一种物质。


例如

气体:一般是一个相,如空气组分复杂。液体:视其混溶程度而定,可有 1、2、3…个相。

固体:有几种物质就有几个相,如水泥生料。但如果是固溶体时为一个相。

固溶体:固态合金中,在一种元素的晶格结构中包含有其它元素的合金相称为固溶体。在固

溶体晶格上各组分的化学质点随机分布均匀,其物理性质和化学性质符合相均匀性的要求,

因而几个物质间形成的固溶体是一个相。

系统中物理状态、物理性质和化学性质完全均匀的部分称为一个相( phase)。系统里的气体,无论是纯气体还是混合气体,总是一个相。若系统里只有一种液体,无论这种液体是纯物质还是(真)溶液,也总是一个相。若系统中有两种液体,如乙醚与水,中间以液-液界面隔开,为两相系统,考虑到乙醚里溶有少量水,水里也溶有少量乙醚,同样只有两相。

同样, 不相溶的油和水在一起是两相系统,激烈振荡后油和水形成乳浊液,也仍然是两相(一

相叫连续相,另一相叫分散相)。不同固体的混合物,是多相系统,如花岗石(由石英、云母、长石等矿物组成),又如无色透明的金刚石中有少量的黑色的金刚石,都是多相系统。

相和组分不是一个概念,例如,同时存在水蒸气、液态的水和冰的系统是三相系统,尽管这个系统里只有一个组分——水。一般而言,相与相之间存在着光学界面,光由一相进入另一相会发生反射和折射,光在不同的相里行进的速度不同。混合气体或溶液是分子水平的混合物,分子(离子也一样)之间是不存在光学界面的,因而是单相的。不同相的界面不一定都一目了然。更确切地说,相是系统里物理性质完全均匀的部分。

以铁碳相图举例

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。

组织 :microstructure;  相: phase.  从英文可以看出, 组织侧重于微观结构 ,而相侧重于物质存在的方式和状态 。 如果是单相金属,如铁素体不锈钢;说铁素体 是组织也可以,相也可以 。 如双相钢如 2205型 铁素体加奥氏体 ,就是说双相钢,而不能说双组织钢。  实际很多都是约定成俗的说法,没有确切的道,就和行业内人士说 淬火是ZHAN火一样。

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