纯金属虽然具有良好的导电性、导热性和良好的塑性，在工业中具有一定的应用价值，但其强度和硬度不高，冶炼也十分困难（纯度也高，冶炼成本越高），所以应用受到了限制，实际中大量使用的金属材料多为合金。

      1. 合金的概念：合金是指两种以上的金属元素或者金属与非金属组成、具有金属特征的物质。如钢、铸铁都是铁与碳的合金。

组元是指合金最基本的、独立的单元。根据组元的数目的多少，可以将合金分为二元合金、三元合金等。

合金的内部组织是有相组成的，合金中的相是指具有相同的结构、相同的物理性质和化学性能，并与该系统中其余部分有明显界面分开的均匀部分。

固态合金的相结构主要有固溶体和金属化合物。

      2. 固溶体

固态下合金中的组元间相互溶解形成的均匀相称为固溶体。在固溶体中晶格保持不变的组元称为溶剂。固溶体中的其他组元称为溶质。

当溶质原子占据晶格的正常结点，这些结点的溶剂原子被溶质原子所替换，形成置换固溶体；当溶质原子嵌入晶格间隙中，称为间隙固溶体（因为溶剂晶格的间隙尺寸和数量有限，所以只有原子半径较小的溶质（碳、氮、硼等非金属元素）才能溶入溶剂中，又称为有限固溶体。

     3. 金属化合物

金属化合物是合金中各组元发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相，一般可以用化学式来表示。如铁碳合金中的Fe₃C(渗碳体）。金属化合物通常具有复杂的晶体结构，而且不同于任一组成元素的晶体类型。

金属化合物的熔点高，性能硬而脆，当它在合金组织中呈细小均匀状分布于固溶体基体上时，能提高合金的机械性能。当金属化合物数量多或呈粗大、不均匀分布时，会降低合金的力学性能，使合金脆性增大。