鎢鎳鐵和鎢鎳銅合金，在正常製備和熱處理後，其最終的微觀結(jié)構(gòu)是典型的兩相合金。關(guān)於它們究竟是兩相合金還是三相合金的疑問，通常源於對“組元”和“相”這兩個概念的混淆。
1.組元與相的關(guān)鍵概念辨析
組元是指構(gòu)成合金的基本化學(xué)元素。以鎢鎳鐵合金為例，它含有鎢、鎳、鐵三種元素，所以從成分角度看屬於三元合金。相則是指材料內(nèi)部具有均勻成分和性質(zhì)、與其他部分通過介面分開的區(qū)域。相的數(shù)量與組元數(shù)量之間沒有必然聯(lián)繫。理解這一點的關(guān)鍵在於，粘結(jié)相中的鎳和鐵，或鎳和銅，並不是各自獨立存在，而是相互溶解，形成一個成分均勻、結(jié)構(gòu)單一的固溶體相，不存在獨立的純鎳相或純鐵相。
所以，儘管鎢鎳鐵和鎢鎳銅合金由三種元素組成，其微觀結(jié)構(gòu)只有兩個相：一個是高熔點的鎢顆粒相，另一個是由鎳鐵或鎳銅形成的單一粘結(jié)固溶體相，這類材料被稱為兩相合金。
2.鎢鎳鐵和鎢鎳銅的微觀結(jié)構(gòu)詳解
在一個製備良好的鎢鎳鐵或鎢鎳銅合金的金相照片中，你只能清晰地看到兩種相：
鎢鎳鐵/銅的兩種相
3.為什麼鎢鎳鐵、鎢鎳銅的粘結(jié)相是“單相”？
鎢鎳鐵與鎢鎳銅合金的粘結(jié)相被視為單相，是因為其內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)具有高度的均勻性。
在鎢鎳鐵體系中，鎳和鐵可以以任意比例完全互溶，形成一種均勻連續(xù)的固溶體，通常稱為γ相。而在鎢鎳銅體系中，鎳和銅同樣能夠完全互溶，形成連續(xù)且均勻的固溶體。這兩種粘結(jié)相內(nèi)部不存在成分或結(jié)構(gòu)的明顯分界，化學(xué)組成和物理性質(zhì)在整體上保持一致，在材料科學(xué)中被界定為單一相。
鎢鎳鐵/銅合金相結(jié)構(gòu)分類
4.關(guān)於鎢鎳鐵/銅的三相合金的特例
鎢鎳鐵合金和鎢鎳銅合金在理想平衡狀態(tài)下呈現(xiàn)兩相結(jié)構(gòu)，但如果製備工藝控制不當(dāng)或成分設(shè)計有偏差時，就可能出現(xiàn)不利的第三相。以鎢鎳鐵合金為例，如果鎳鐵比例偏低或者冷卻速度過慢，材料內(nèi)部有時會析出Fe?W?之類的脆性金屬間化合物。在鎢鎳銅合金中，如果燒結(jié)過程不夠充分，鎳和銅可能無法完全互溶形成均勻固溶體，導(dǎo)致局部成分偏聚，出現(xiàn)富鎳區(qū)和富銅區(qū)。這些都屬於非平衡條件下產(chǎn)生的異常組織，通常會損害材料的性能，在實際製備過程中需要避免其出現(xiàn)。
