锻造加热时第二相化合物的固溶

2020-01-11 14:38:35 zxhcl 5

锻造加热时第二相化合物的固溶

      第二相化合物固溶.主要问题是固溶的数量和合金元素均匀化。它们与最大固溶度, 固溶温度和时间等有关,现分别讨论如下:

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1.最大固溶度

      前面巳经提到,加热时第二相化合物是以原子状态溶入基体的,它们或呈罝换形式, 或呈间隙形式,不同溶质元素在溶剂中的溶解度是不一样的。

      对于置换固溶体,溶解度的大小主赛取决于以下几个因素

      (1)溶质与溶剂的晶格类型。如果溶质和溶剂的晶格类型相同,则可能完全互溶; 反之,如果两种组元的晶格类型不同,别组元之间的溶解度只能是有限的。

      (2)溶质原宁与溶剂原子的直径比,对大纛合金系所作的统计表明,当溶质与溶剂原子半径相对差别大于14〜15%时便只能形成有限固溶体,而且,在其它条件相同的情况下,两者原子半径差别越大,其溶解度越小。

      (3)固溶体的电子浓度。所谓电子浓度是价电子数与原子数目的比值,面心立方晶格的极限电子浓度值为1.36,,体心立方晶格为1.48,密排六方晶格为1.75。溶质原子溶入溶剂后,如果电子浓度超过以上极限值时,晶格便不稳定^便只能形成有限的溶解, 超过的愈多,溶解度也就愈小。

      (4)溶质原子与溶剤原子的电化学性质。溶质和溶剂原子的电化学性质越相近,溶解度越大,反之财越小。

      形成间隙固溶体的条件是:溶质与溶剂原子半径的比值  R非/R金<0.59  ,其溶解度与溶剂金属的晶格类型有关。例如碳在γ-Fe中的最大溶解度可达2.11%,而在α-Fe中的最大溶解度只有0.0218%,显然这与不同类型的晶格所具有的最大间隙半径有关。例如 γ-Fe晶格中的最大间隙是0.52A与碳原子的半径0. 77A比较接近,因此当空隙周围的铁原子由于某种原因离开平衡位置时或者由于晶体缺陷的存在有可能使空隙扩大一些,于是碳原子便可以挤入空隙。由于碳原子挤入空隙后,将引起品格畸变,所以不能 每一个空隙均为碳原子所填充。经计算,大约平均27个奥氏体晶胞中仅能溶入一个碳原子。而在a-Fe晶格中,最大空隙半径为0.36JL这就表明,虽然a-Fe晶格中的总间隙体积犬于r~Fe品格中的总间隙体积,但由于其分布较敎,单个间隙较小,因此,α Fe的溶碳能力比γ-Fe小得多。

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      总之,在加热过程中,随者温度的升高和晶格类型的改变(由a-Fe-γ-Fe),溶质原子在溶剂金属中的溶解度逐渐增大。

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