第2章 第二部分合金相结构

孙学勤烟台大学环境与材料工程学院2.3合金相结构1虽然纯金属在工业上获得了一定的应用，但由于纯金属的性能有一定的局限性，特别是强度等重要性能指标往往不能满足要求，因此它的应用范围也受到了限制。实际使用的金属材料绝大部分是合金，合金化后纯金属的性能得到大大的提高，合金化是提高纯金属性能的最主要的途径。合金(alloy)----是由两种或两种以上的金属或金属与非金属，经过熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。组元----组成合金的基本单元。组元可以是金属和非金属,也可以是化合物相(phase)----合金中具有同一聚集状态,同一化学成分、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。概述2固态下所形成的合金相基本上可分为固溶体和中间相（金属间化合物）两大类。固溶体是一种组元(溶质)溶解在另一种组元(溶剂)中，其特点是溶剂的点阵类型不变，溶质原子或是代替部分溶剂原子而形成置换式固溶体，或是进入溶剂组元点阵的间隙中而形成间隙式固溶体。化合物是由两种或多种组元按一定比例(一定的成分)构成一个新的点阵，它既不是溶剂的点阵，也不是溶质的点阵。2.3.1固溶体3固溶体的定义：固溶体是一种组元(溶质)溶解在另一种组元(溶剂，一般是金属)中，其特点是溶剂（或称基体）的晶体结构类型不变。溶质原子溶入固溶体中的量称为固溶体的浓度。在一定的条件下，溶质元素在固溶体中的极限浓度叫做溶质元素在固溶体中的溶解度。浓度或溶解度一般用溶质元素所占的重量百分比来表示(%Wt)；有时也用溶质元素所占的原子数量百分比来表示，这时也称为摩尔浓度(%Wa)。2.3.1固溶体4我们可以从不同角度对固溶体进行不同方法的分类：a.按照溶质原子在溶剂晶格中位置的不同：置换固溶体(substitutionalsolidsolution)：溶质原子置换了溶剂点阵中部分溶剂原子。间隙固溶体(interstitialsolidsolution)：溶质原子分布于溶剂晶格间隙中。图纯铜的晶体结构和Cu-Ni置换固溶体图间隙固溶体1.固溶体的分类

5b.

按溶质原子在溶剂原子中溶解度分类：有限固溶体：在一定条件下，溶质原子在溶剂中的溶解量有一个上限，起过这个限度就形成新相。无限固溶体：溶质原子可以任意比例溶入溶剂晶格中形成的。如:Cu—NiAu—AgTi—Zr····，结构相同。置换固溶体在一定条件下可能是无限固溶体，但间隙固溶体都是有限固溶体。

图形成无限固溶体时两组元原子连续置换示意图1.固溶体的分类

6c.

按溶质原子在溶剂中的分布特点分类无序固溶体：溶质原子在溶剂中任意分布，无规律性。有序固溶体：溶质原子按一定比例和有规律分布在溶剂晶格的点阵或间隙里。图有序固溶体和无序固溶体1.固溶体的分类

7当溶质原子溶人溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。金属元素彼此之间一般都能形成置换固溶体，但溶解度视不同元素而异，有些能无限溶解，有的只能有限溶解。影响溶解度的因素很多，主要取决于四个因素：晶体结构原子尺寸化学亲和力（电负性）原子价。2.置换固溶体8（a）组元的晶体结构类型①晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必要条件，组元间要无限互溶，晶体结构类型必须要相同。因为只有这样，组元之间才可能连续不断地置换而不改变溶剂的晶格类型。②形成有限固溶体时，如果溶质与溶剂的晶体结构类型相同，则溶解度通常也较不同结构时为大；否则，反之。

图形成无限固溶体时两组元原子连续置换示意图2.置换固溶体9（b）原子尺寸因素所谓原子尺寸因素，是指形成固溶体的溶质原子半径与溶剂原子半径的相对差值大小，常以Δr表示。

Δr

＝（rA－rB）/rA×100%

Δr<15%时，有利于形成溶解度较大的固溶体

Δr>15%时，Δr越大，则溶解度越小

Δr>30%时，不能形成置换固溶体Δr越大，溶解度越小，这是因为溶质原子溶入将引起溶剂晶格产生畸变。随着溶质原子溶入量的增加，引起的晶格畸变亦越严重，畸变能越高，结构稳定性越低。2.置换固溶体10元素的原子直径（虚线表示与铁的原子直径相差15%的上下限）2.置换固溶体112.置换固溶体12图形成置换固溶体时的点阵畸变2.置换固溶体13（c）电负性因素溶质和溶剂元素间化学亲和力的大小显著影响它们之间的固溶度。如果它们之间的化学亲和力很强，则倾向于形成化合物而不利于形成固溶体；形成化合物稳定性越高，则固溶体的溶解度越小。电负性是指元素吸引电子的能力，即表示该元素的原子在化学反应中和异类原子形成合金时，能够得到电子成为负离子的能力。元素的电负性具有周期性，同一周期的元素，其电负性随原子序数的增大而增大；而在同一族元素中，电负性随原子序数增大而减小。2.置换固溶体142.置换固溶体010203040506001234BaCsIInRuYSrRbBrAsZnCuMnScCaKClSPSiAlMgNaFONCBBeLiH相对电负性原子序数同一周期自左至右电负性逐渐增大，同一主族自上至下电负性逐渐减小，15(d)

原子价因素（电子浓度）：原子尺寸因素较为有利的时候，某些一价金属Cu、Ag、Au为基的固溶体中，发现随着溶质原子价的增大，其溶解度减少。电子浓度：合金中价电子数目与原子数目的比值

（1）A、B分别为溶剂和溶质的原子价；（2）x为溶质原子数分数；（3）极限电子浓度1.42.置换固溶体162.置换固溶体极限电子浓度指合金在最大溶解度时的电子浓度。超过此值时，固溶体就不稳定而要形成另外的相；极限电子浓度与溶剂晶体结构类型有关对一价金属溶剂：

晶体结构为fcc，极限电子浓度为1.36;

bcc时为1.48;

hcp时为1.75。此外，固溶度还与温度有关。温度升高，固溶度升高；小数含有中间相的复杂合金，情况相反。17定义：溶质原子分布于溶剂晶格间隙中形成的固溶体。形成规律：（1）溶质是一些半径小于0.1nm的非金属；非

金

属：氢

氧

氮

碳

硼半径nm：0.046、0.060、0.071、0.077、

0.097

；（2）溶剂绝大多数是过渡族金属；（3）溶质原子半径与溶剂原子半径比小于0.59。3.间隙固溶体18间隙固溶体的溶解度(有限固溶体)与下列因素有关

（1）溶质原子半径：要和间隙尺寸相匹配。

（2）溶剂晶格类型：决定了间隙半径大小和间隙数量。面心立方单胞中八面体间隙半径0.414r，固溶度大。体心立方单胞中八面体间隙半径0.154r，<110>方向0.633r，固溶度小。碳在铁中的间隙固溶体碳的原子半径0.077nm，可以作为溶质与金属构成填隙固溶体。碳原子在体心立方八面体间隙中3.间隙固溶体碳原子在面心立方八面体间隙中19例题例题

铁在912℃时由α–Fe（体心立方）变为γ–Fe（面心立方），已知碳存在于铁的间隙中，试解释为什么碳在γ–Fe中的溶解度（最高可达wc2.11%）比在α–Fe中的溶解度（最高只有wc0.0218%）大？已知γ–Fe、α–Fe和碳的原子半径分别为0.129nm、0.125nm和0.077nm。20固溶体中溶质原子的分布并不是完全无序的。一般认为热力学上平衡状态的无序固溶体溶质原子分布在宏观上是均匀的，在微观上是不均匀的。在一定条件下，溶质原子和溶剂原子在整个晶体中按一定的顺序排列起来，形成有序固溶体。溶质原子的分布通常会偏离完全无序状态，呈现微观的不均匀性。若同类原子结合力较强，会产生溶质原子的偏聚；若异类原子结合力较强，则溶质原子趋于以异类原子为邻的短程有序分布。4.固溶体的微观不均匀性214.固溶体的微观不均匀性影响溶质原子分布均匀性的主要因素：同类原子间结合能EAA和EBB及异类原子间结合能EAB若EAA=EBB=EAB，则溶质原子倾向无序分布。若(EAA

+EBB)

/2＜EAB，则溶质原子倾向偏聚分布。若(EAA+EBB)

/2＞EAB，则溶质原子倾向有序分布。（ａ）完全有序（ｂ）偏聚（ｃ）短程有序（d）完全无序固溶体中溶质原子分布示意图22在一定条件下，溶质原子和溶剂原子在整个晶体中按一定的顺序排列起来，形成有序固溶体。有序固溶体中溶质原子和溶剂原子之比是固定的，可以用化学分子式来表示，因此把有序固溶体结构称为超点阵。例如：在Cu－Au合金中，Cu：Au原子比是1：1或3：1时从液态缓冷条件下可形成有序的超点阵结构，用CuAu或Cu3Au来表示。25﹪Au＋75﹪Cu合金的晶体结构(a)无序的固溶体；(b)Cu3AuⅠ超结构4.固溶体的微观不均匀性23短程有序参数4.固溶体的微观不均匀性24

和纯金属相比，固溶体中由于含有溶质原子会引起点阵常数、性能的变化。表现：

(1)点阵常数改变

置换固溶体：r质>r剂，a增大；r质<r剂，a减小。间隙固溶体：a始终随溶质原子溶入而增大。

(2)固溶强化：溶质原子溶入，使固溶体的硬度和强度升高。

(3)物理化学性能改变。固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。固溶体的电阻率是随溶质浓度的增加而增加的，而且在某一中间浓度时电阻率最大。图Cu-Au合金的电阻率与成分的关系(a)淬火合金

(b)退火合金5.固溶体的性质25中间相：A和B两组元组成合金，除形成以A为基或以B为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A、B两组元均不相同的的新相，由于它们在二元相图的上的位置总是位于中间，它可以是化合物，也可以是以化合物为基的固溶体(二次固溶体)，一般可以用化学分子式来表示，但不一定符合化合价规律。中间相中原子的结合方式为金属键与其它结合键相混合的方式。它们都具有金属特性。中间相如：钢中Fe3C、铝铜合金中CuAl、黄铜中CuZn、半导体中GaAs、形状记忆合金中NiTi和CuZn、核反应堆材料中Zr3Al、储氢能源材料中LaNi5等。中间相分类：正常价化合物、电子化合物、原子尺寸有关的化合物(间隙相、间隙化合物、TCP相)、超结构。2.3.2中间相26a.

中间相大多数是由不同的金属或金属与亚金属组成的化合物，故这类中间相又称为金属间化合物。b.

中间相通常按一定或大致一定的原子比组成，可以用化学分子式来表示，但是除正常价化合物外，大多数中间相的分子式不遵循化学价规则。c.

中间相具有不同于各组成元素的晶体结构，组元原子各占据一定的点阵位置，呈有序排列。d.

中间相的性能明显不同于各组元的性能，一般是硬而脆的。中间相是许多合金中重要的第二相，其种类、数量、大小、形状和分布决定了合金的显微组织和性能。e.

中间相的形成也受原子尺寸、电子浓度、电负性等因素的影响。许多中间相是在原子尺寸有利的条件下形成的，常称为几何因素决定的金属间化合物；而另一些中间相如电子化合物则决定于电子浓度。中间相的几点说明27金属与化学元素周期表中一些电负性较强的

ⅣA、ⅤA、ⅥA族元素，按照化学上的原子价规律所形成的化合物，称为正常价化合物。具有严格的化合比、成分固定不变，成分可用化学式表示,一般为AB型、AB2型或A2B型、A3B2型。正常价化合物的晶体结构通常对应于同类分子式的离子化合物结构。例如:A2B型Mg2PbMg2SnMg2GeMg2SiAB型MgSMnSFeS正常价化合物包括从离子键、共价键过渡到金属键为主的一系列化合物。正常价化合物在常温时有很高的硬度和脆性。在工业合金中，能起到提高材料强度和硬度的作用，称为强化相。如Al－Mg－Si合金中Mg2Si；但有时也是有害相，如钢中FeS会引起钢的脆性。1.正常价化合物28这些化合物的稳定性与组元间电负性差有关，电负性差越大，化合物越稳定，越趋于离子键结合。电负性差越小，化合物越不稳定，越趋于金属键结合。1.正常价化合物29表一些正常价化合物及其晶体结构类型1.正常价化合物30电子化合物是由ⅠB族（Cu、Au、Ag）或过渡族金属（Fe、Co、Ni）与ⅡB、ⅢA、ⅣA族元素形成的金属化合物。电子化合物的特点是不遵循原子价规律、电子浓度是决定其晶体结构的主要因素。可用化学式表示，可形成以化合物为基的固溶体。

键型：金属键

电子浓度=（化合物元素价电子总数/化合物原子数目）

注:计算时过渡族元素时价电子数视为0。电子浓度相同，相的晶体结构类型相同。电子浓度、相、结构对应关系如下

C电子==7/4（即21/12）ε相

密排六方结构

C电子==21/13γ相

复杂立方结构

C电子==3/2（即21/14）β相

体心立方结构尺寸因素和电化学因素对结构也有影响，电子浓度值为21/14时，呈复杂立方的β－Mn结构或密排六方结构电子化合物具有金属特性，具有高熔点、高硬度但塑性低，与固溶体适当搭配使合金得到强化，作为非Fe合金中重要组成相。2.电子化合物31图β－Mn结构图γ黄铜点阵(a)由27个体心立方晶胞组成的大晶胞(对比用)；(b)γ黄铜的点阵2.电子化合物322.电子化合物33(1)间隙相与间隙化合物过渡族金属能与原子半径比较小的非金属元素C、N、H、O、B等形成间隙相或间隙相化合物，它们具有金属的性质、很高的熔点和极高的硬度。当非金属(X)与金属(M)的原子半径比值rX/rM＜0.59，且电负性差较大时，形成具有简单的晶体结构的相，称为间隙相。（若rX/rM＜0.59且电负性差较小时，可形成间隙固溶体）；而当rX/rM＞0.59，形成具有复杂结构的化合物，称为间隙化合物。3.与原子尺寸因素有关的化合物34相同处：（1）均由过渡族金属和原子半径小于0.1nm的非金属元素组成；（2）rB/rA<0.59。不同处：（1）间隙固溶体保持溶剂的晶体结构；间隙相为新的晶体结构。（2）间隙相组元比例满足简单化学式，间隙固溶体无此关系（3）性能上，间隙相的熔点和硬度高于间隙固溶体。间隙相与间隙固溶体的异同35在间隙相中金属原子组成简单点阵类型的结构，此结构与其为纯金属时的结构不相同。间隙相一般可以用简单的化学式来表达M4XM2XMXMX2，且一定的化学表达式对应着一定的晶体结构类型。尽管间隙相可以用简单的化学式表示，但大多数间隙相的成分可以在一定范围内变化。在间隙相中虽然非金属元素含量较高，甚至可能超过50﹪(原子)，但它们仍具有明显的金属特性。间隙相具有极高硬度和熔点，但很脆。许多间隙相具有明显的金属特性：金属的光泽、较高的导电性、正的电阻温度系数。在间隙相晶格中金属原子占据正常位置，非金属原子占据间隙位置，有如下规律：

rx/rm<0.414时进入四面体间隙

rx/rm>0.414时进入八面体间隙a.间隙相36表间隙相举例a.间隙相37a.间隙相

MX：面心立方（VN)、体心立方(TaH)、简单六方(WC)，X填满八面体间隙或占据四面体间隙的一半MX2：面心立方（仅在氢化物中出现），X填满四面体间隙或H原子成对地填入八面体间隙M2X：密排六方或面心立方，X填满四分之一的四面体间隙或一半的八面体间隙M4X：面心立方，X在晶胞中占据一个八面体间隙38图间隙相VC的晶体结构图间隙相ZrH2的结构和间隙相Fe4N的结构V原子组成面心立方点阵，C原子分布于八面体间隙中。a.间隙相39当非金属(X)与金属(M)的原子半径比值rX/rM>0.59时，形成的化合物的晶体结构也较复杂，通常称它们为间隙化合物。它的类型较多。一般在合金钢中，常出现的间隙化合物有M3C型、M7C3型、M23C6、M6C等。式中M可表示一种元素，也可以表示有几种金属元素固溶在内。例如，在渗碳体Fe3C中，一部分Fe原子若被Mn原子置换，则形成合金渗碳体（Fe,Mn）3C；而Cr23C6中往往溶入Fe、Mo、W等元素，或写成（Cr,Fe,Mo,W）23C6；同样，Fe3W3C中能溶入Ni、Mo等元素，成为(Ni,Fe)3(W,Mo)3C。b.间隙化合物40在H、N、C、B等非金属元素中，由于H和N的原子半径很小，与所有过渡族金属都满足rx/rm<0.59，所以过渡族金属的氢化物、氮化物都为间隙相；而硼原子半径

rB/rm>0.59，硼化物均为间隙化合物；而碳原子半径处于中间，某些碳化物为间隙相，某些为间隙化合物。间隙化合物中原子间的结合键为共价键和金属键，具有较高熔点和高硬度（不如间隙相），是钢的主要强化相。b.间隙化合物41图Fe3C晶体结构b.间隙化合物

渗碳体(Fe3C)结构：C、Fe原子半径比为0.63，正交晶系，a≠b≠c，α=β=γ=90°Fe3C硬度为HV（维氏硬度）950－1050晶胞原子数16个：Fe12个，C4个结合键：共价键和金属键Fe原子可被Mn,Cr,Mo,W,V等金属原子置换，形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C等；C原子可被B置换，但不能被N置换。注意：在钢中，只有周期表中位于铁左方的过渡族元素能形成间隙相或间隙化合物。42刚性球模型，同类型原子最紧密堆垛的配位数只能是12，致密度0.74。(2)拓朴密堆相（TCP相）定义：合金中，由两种大小不等金属原子构成的中间相，大小原子以一定比例搭配(固定的原子比)，形成的新相配位数大于12（例如CN=12，14，15，16等）并且致密度大于0.74，统称为拓扑密堆结构相。属于这类结构的有：Laves相、σ相结构等。存在四面体及八面体间隙，不是最紧密堆垛。43形成TCP相的关键条件：大小原子适当配合（原子尺寸因素是影响TCP相的主要因素）。TCP相的结构特点：1）空间堆垛：由CN12、CN14、CN15、CN16的配位多面体堆垛堆成。配位多面体：是以某一原子为中心，将其周围紧密相邻的各原子中心用一些直线连接起来所构成的多面体。多面体的每个面都是三角形。拓朴密堆相可以看成由配位多面体堆垛而成。(2)拓朴密堆相（TCP相）44配位数：指多面体中心原子周围的近邻原子数CN12的20面体CN14的24面体(2)拓朴密堆相（TCP相）45CN15的26面体CN16的28面体(2)拓朴密堆相（TCP相）462）原子层堆垛：为层状结构。原子半径小的原子构成密排面，其中嵌镶有原子半径大的原子，由这些密排层按一定顺序堆垛而成，从而构成空间利用率很高、只有四面体间隙的密排结构。原子密排层系由三角形、正方形或六角形组合起来的网格结构。网络结构通常用如下符号表示：取网络中任一原子，依次写出围绕着它的多边形类型，例如三角形为3，四边形为4……等。拓朴密堆相结构又可看成由原子密排层堆垛的层状结构(2)拓朴密堆相（TCP相）47

★可由密排面堆垛而成（呈现层状结构）：密排面用符号如(a)36、(b)63、(c)3•6•3•6、(d)32•4•3•4等表示。(b)63每个原子连结3个六边形(c)3•6•3•6每个原子依次连结三角形、六边形、三角形、六边形(d)32•4•3•4（a)36每个原子连结6个三角形(2)拓朴密堆相（TCP相）48通式为AB2的化合物，借助于两种不同大小的原子配合排列成密堆结构，称为Laves相。形成条件：原子尺寸：理论上Laves相的A原子和B原子半径比值rA/rB为1.255，实际上这比值约在1.05—1.68范围之间；电子浓度：一定的结构类型对应着一定的电子浓度。Laves相的三种晶体结构类型MgCu2（复杂立方）型，电子浓度1.33—1.75MgZn2（复杂六方）型，电子浓度1.80—2.00MgNi2（复杂六方）型，电子浓度1.80—1.901)拉弗斯相49最多的是MgCu2型结构，其次为MgZn2型结构，极少数为MgNi2型结构。MgCu2：复杂立方结构，每晶胞有16个Cu原子，8个Mg原子，Cu位于小四面体的顶点，Mg位于各小四面体之间的空隙中；Mg原子周围有12个Cu原子和4个Mg原子，故配位数为CN16；Cu原子周围有6个Cu原子和6个Mg原子，故配位数为CN12；一个晶胞中含8个Mg原子，16个Cu原子1)拉弗斯相50大晶胞分为8个小立方体：Mg原子作类似金刚石的排列，Mg原子处在大立方体8个角、6个面心以及在晶胞内相间的4个小立方体中心位置；另外4个小立方体内各有1个以Cu原子组成的四面体，四面体中心和小立方体中心重合。1)拉弗斯相51如沿[111]方向观察，则它又可看成是由Mg（A）原子和Cu（B）原子层按一定次序排列起来的。A原子层的排列示意图：Mg（A）原子构成具有六方网络的双层原子（这两层的原子上、下对应），每3个双层作重复排列，即XYZXYZ……排列。第1双层X在图中以8个原子为代表；第2双层Y（在图中以2个原子为代表）等同于X层，但沿侧向有所偏移；第3双层Z也等同于X层，侧向亦有所偏移；第四双层回复到X层位置。1)拉弗斯相52B原子层的排列示意图：Cu(B)原子组成四面体，四面体顶点与顶点相连接，形成层状，每一密排层成3636网络。1)拉弗斯相53A原子层和B原子层穿插在一起，较大的A镶嵌在小四面体之间的空隙中。可以看作是由CN12和CN16的配位多面体相互配合堆垛起来的。每个Mg原子有4个Mg原子和12个Cu原子近邻，CN=16；每个Cu原子有6个Mg原子和6个Cu原子近邻，CN=12。1)拉弗斯相54许多合金系能形成Laves相：例如在合金钢中原子尺寸较小的合金元素锰、镍、铬可以置换铁的位置与尺寸大的合金元素钨、钼、铌等形成(W,Mo,Nb)(Fe,Ni,Mn,Cr)2的Laves相。在高合金的不锈钢、铁基高温合金和镍基高温合金中会出现Laves相。Laves相的出现往往对这些合金的性能有损害；通常通过控制合金成分加适当热处理来控制Laves相的出现。

有些场合也会利用Laves相，例如耐热钢（奥氏体耐热钢）常利用Laves相作强化相。1)拉弗斯相55相分子式：写作AB或AxBy，因

相有一定的成分范围，所以其分子式只是大致的比值。组成：组元A为V，VI，VIII族过渡金属，组元B为VIIA和VIII族元素如：FeCr、FeV、FeMo、CrCo、MoCrNi、(Cr,Mo,W)x(Fe,Co,Ni)y、

WCrNi等。相的结构：具有四方点阵，c/a0.52相性能：在常温下硬而脆性。它的存在通常对合金性能有害。在不锈钢中出现

相，会引起晶间腐蚀和脆性，在Ni基高温合金和耐热钢中会出现，会发生片状的硬而脆的

相沉淀，而使材料变脆，一般都应避免它的析出。2)相每个单胞有30个原子56定义：对某些成分接近于一定的原子比（如AB或AB3）的无序固溶体中，当它从高温缓冷到某一临界温度以下时，溶质原子会从统计随机分布状态过渡到占有一定位置的规则排列状态，即发生有序化过程，形成有序固溶体。长程有序的固溶体在其X射线衍射图上出现外加的衍射线条，称为超结构线，故将有序固溶体称为超结构或超点阵。1）超结构的晶体结构类型：(1)面心立方结构为基的超结构。Cu3Au型CuAu型CuPt型5.超结构（有序固溶体）Cu3Au型CuAu型CuPt型57在面心立方点阵中，晶胞的顶角是Au原子，晶胞各面心是Cu原子。这类超结构已在近60种合金中发现，例如：-AlNi3、AlZr3、Au3Cu、Cu3AuI、CoPt3、Cr3Pt、Fe3Ga、FePd3，Ni3Fe，Ni3Mn等。25﹪Au＋75﹪Cu合金的晶体结构(a)无序的固溶体；(b)Cu3AuⅠ超结构Cu3Au型58在面心立方点阵中，Cu和Au原子在(001)面按一层Cu一层Au分层排列。

四方点阵，c/a

=0.92，例如：AgTi、AlTi、CuAuI、-CdPt、NiPt、'-FePd、-MnNi等。

CuAuⅠ型超结构Cu原子比较小，Cu和Au的这种有序排列，使c轴比a轴短CuAuI型59单胞中原子排列和CuAuI相同，但沿[010]方向经5个晶胞后有五晶胞的取向是(010)面作（a+c）/2位移；然后按此方法不断重复。CuAuII型超结构只沿b方向作长周期性排列，是一维长周期超结构。CuAuⅡ型超结构CuAuII型60这类超结构主要有：CuZn型Fe3Al型。CuZn型：在体心立方点阵中，铜原子占据体心位置，锌原子占据顶角位置，或相反。Cu：Zn=1：1如：AgZn、AgMg、CoTi、NiTi、FeAl、FeTi、FeV、NiAl，AuZn等。2）以体心立方为基的超结构61由8个体心立方单胞组成的一个大单胞，铁占据大单胞的8个顶点、6个面心、12个棱中点，4个小单胞的中心；铝占据另4个小单胞的中心。Fe的原子数=4+8×1/8+6×1/2+12×1/4+1=12个；Al的原子数=4个Fe：Al=12：4=3：1如：Fe3Si、-Cu3Sn、Cu3Al、Mn3Si、Ni3Sn等。Fe3Al超结构Fe3Al型超结构62八个小立方体的中心都由Al原子占据。（c

、d位置均被Al原子占据。）

Fe原子数=8×1/8+6×1/2+12×1/4+1=8个

Al原子数=1×8=8个

Fe：Al=1：1FeAl超结构FeAl型超结构63Mg3Cd型：由4个密排六方单胞组成一个大单胞，Cd原子占据大单胞8个顶点以及一个小单胞内的位置，其余点阵位置全部由Mg原子占据。3）以密排六方为基的超结构

Mg的原子数=2×1/2+8×1/4+3=6个

Cd的原子数=8×1/8+1=2个