1.3.2　双相组织

双相组织是指由两种相组成的组织。由于双相组织中包含两种相，具有了不同的组织特征。

1.3.2.1　两相层片状组织

图1-31是比较典型的两相层片状组织。两相在形态上呈层片状，交替分布，两相的比例固定，用平均层片间距λ表征其大小［图1-31（c）］。

某些成分的合金，如w_Sn=61.9%、w_Pb =38.1%的Sn-Pb合金，在液态时互溶，冷却到结晶温度时同时结晶出两种固相：L→α+β，就形成了两相层片状组织，见图1-31（a）。还有些合金，如w_C=0.77%的Fe-C合金，727℃以上是单相γ相，即C固溶到γ -Fe中形成间隙固溶体，冷到727℃则发生共析转变： γ→α+Fe₃C， α 是C固溶到α-Fe形成的间隙固溶体，形成两相层片状组织，这种组织的专用名称叫珠光体，见图1-31（b）。

两相混合组织同时具备了两种相的性能。如珠光体中的α相虽然强度低，但塑性好，而Fe₃C是化合物，起到了提高强度和耐磨性的作用，所以，珠光体的强度是工业纯铁强度的数倍，是比较理想的组织。

为了改善高分子材料的性能，可以将两种或多种小分子通过共聚、接枝或将两种或多种高分子共混的方法形成高分子合金。图1-32是苯乙烯（S）和丁二烯（B）的嵌段共聚物SBS的组织。当S/B=80/20时，B以小球状分散在S连续相中；当S/B=60/40时，B以棒状分散在S连续相中；当S/B=40/60时，两相层状排列。

层片状组织的屈服强度与层片间距的关系为：

R_s=R₀+kλ^-1/2　　（1-14）

式中，R_s是屈服强度；R₀和k是常数；λ是层片间距。层片间距越小则强度越高。

1.3.2.2　弥散型两相组织

当第二相呈细小颗粒状均匀分布在基体上时形成的组织称为弥散型两相组织。这种组织常见于金属材料中。基体是固溶体，具有很好的塑性，第二相是化合物，其尺寸在微米和纳米级，均匀分布在基体上起到提高强度和耐磨性的作用。在有色金属材料中主要是各种电子化合物，铜合金中出现的部分电子化合物见表1-3。在钢铁材料中主要是各类碳化物，见表1-5。图1-33是钢中的粒状珠光体和回火索氏体组织照片。基体都是C溶解在α-Fe中形成的α相，第二相都是颗粒状的Fe₃C，差别是Fe₃C的大小不一样，粒状珠光体中Fe₃C的尺寸在零点几微米到几微米，而回火索氏体中Fe₃C的尺寸不到1μm。由于尺寸差别大，导致两者的性能差别也很大。

弥散型组织的强度与第二相的关系可以表示为：

R_s=R₀+ks^-α　　（1-15）

式中，R_s是屈服强度；R₀和k是常数；s是两颗粒之间的平均距离；α约为1。

钢经过淬火得到C在α-Fe中的过饱和固溶体即马氏体组织，经过控制回火温度，得到具有不同过饱和度的α基体上分布有不同类型、不同形状、不同大小和数量的碳化物，从而获得不同的组织和性能。

在有色金属中，可以通过固溶处理得到过饱和固溶体，再经过时效处理，基体上分布不同类型的第二相起到强化作用。

1.3.2.3　聚合型组织

聚合型组织是指在尺寸上相近的两种或多种相或两种及两种以上组织组成的复合组织。如图1-34所示的45钢正火组织，由尺寸相当的铁素体F（白色）和珠光体P（黑色）组成。

两种组织的相对量用两相体积分数f_α和f_β表示，两种组织的屈服强度分别用R_α和R_β表示，则聚合型两相组织的屈服强度可根据混合法则计算：

R_s=f_αR_β+f_βR_β　　（1-16）

在高分子材料中，晶态和非晶态尽管链节相同，但其性能不同，可以按聚合型组织处理，通过提高晶态数量，也可以提高强度。

在有色金属材料中，也可以通过改变成分获得聚合型组织。例如，含30%Zn的H70黄铜是单相组织，而含38%Zn的H62黄铜是双相组织。通过改变锌的含量获得不同组织，从而改变性能。