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【專題】【2009.5.4：一】|★|金屬材料知識(shí)天天看|★|---金屬學(xué)基礎(chǔ)
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固溶體的概念以及分類 固溶體是指一種組元(組分)因“溶解”了其他組元而形成的單相晶態(tài)固體。用放大倍數(shù)有限的金相顯微鏡來檢查，結(jié)果顯示它是均勻的。一般把固溶體中含量較高的組元稱做主晶體、基質(zhì)或溶劑，其他組元稱為溶質(zhì)或雜質(zhì)。 固溶體和機(jī)械混合物有著本質(zhì)的區(qū)別。組元A和B形成固溶體時(shí)，A和B是以原子尺度相混合的，A和B之間存在可混溶性(miscibility)。因此，固溶體是單相均勻的，并且它的結(jié)構(gòu)和溶質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)往往沒有直接的聯(lián)系，它的性質(zhì)和主晶體以及溶質(zhì)本身有著明顯的區(qū)別。而A和B的機(jī)械混合不可能以原子尺度相混，這種混合物不是均勻的單相而是多相，混合物內(nèi)各相分別保持著自身的結(jié)構(gòu)與性能。 固溶體的分類方法有兩種：按溶質(zhì)原子(或離子)在固溶體中的位置劃分和按溶質(zhì)原子(或離子)在固溶體中的溶解度劃分。 一、按溶質(zhì)原子在固溶體中的位置劃分 溶質(zhì)原子溶入主晶體后，可進(jìn)入主晶體中正常結(jié)點(diǎn)位置，生成置換固溶體。目前發(fā)現(xiàn)的固溶體，絕大部分屬于這種類型。 溶質(zhì)原子也可能進(jìn)入主晶體晶格中的間隙位置，生成間隙固溶體。 二、按溶質(zhì)原子在主晶體中的固溶度劃分 連續(xù)固溶體是指溶質(zhì)和主晶體可以按任意比例無限制地相互溶解。 如果溶質(zhì)原子在主晶體中的溶解度是有限的，存在一個(gè)固溶度極限，超過這個(gè)限度就會(huì)出現(xiàn)第二相，這樣的固溶體稱為有限固溶體。 蟲友可以就固溶體形成、性質(zhì)、脫溶等任何問題廣泛討論。 認(rèn)真回復(fù)重獎(jiǎng)！ [ Last edited by FLY_Phoenix on 2009-5-5 at 01:01 ] |
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以鋼為例子，鐵基固溶體 金屬鐵具有兩種同素異形晶體結(jié)構(gòu)，即α(δ)鐵和γ鐵。α(δ)鐵具有體心立方點(diǎn)陣，存在于910℃以下(稱為α鐵)和1400℃以上(稱為δ鐵)溫度范圍。γ鐵存在于這兩個(gè)溫度范圍之間，具有面心立方點(diǎn)陣。各種合金元素在α(δ)鐵和γ鐵中具有不同的溶解度，因而影響到δ-γ或γ-α轉(zhuǎn)變的溫度和α(δ)鐵和γ鐵基固溶體的穩(wěn)定溫度和濃度范圍。 那些在γ鐵中有較大溶解度，并穩(wěn)定γ固溶體的合金元素稱為奧氏體形成元素；在α鐵中有較大的溶解度，并形成α固溶體，使γ鐵不穩(wěn)定的合金元素稱為鐵素體形成元素。合金元素根據(jù)它們在與鐵形成二元相圖中對γ相區(qū)和α相區(qū)的作用分為兩類。擴(kuò)大γ相區(qū)和縮小γ相區(qū)的Fe—M。鎳、鈷和錳可與γ鐵無限固溶，使了相區(qū)存在溫度范圍變寬，而使α和艿相區(qū)縮小，甚至在一定濃度范圍在室溫下可獲得面心立方點(diǎn)陣的γ固溶體。而銅、碳和氮雖然使γ相區(qū)擴(kuò)大，但在γ鐵中有限溶解，這兩種元素都屬于擴(kuò)大γ相區(qū)的奧氏體形成元素。除此之外，其他元素都是縮小γ相區(qū)，屬于鐵素體形成元素，其中鉻和釩與α鐵無限互溶，其他元素與“鐵都是有限溶解。這些元素中只有碳、氮和硼與鐵形成間隙固溶體，其余元素與鐵都形成置換固溶體。 |
2樓2009-05-05 08:45:19
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