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鍛造加熱和冷卻時(shí)第二相化合物的固溶

2021-10-05 09:17:10 中重重工鍛造 34

       第二相化合物,從來源看,有的是為了強(qiáng)化合金,改善金屬性能而加入一些合金元素形成的強(qiáng)化相,例如高速鋼中的合金碳化物,有的是冶煉時(shí)不可避免地帶來的一些非金屬夾雜,例如鋼中的硫化物、氮化物、硅酸鹽等,有的是熱加工過程中外來元素引起的。例如加熱爐中殘存的鋼,加熱鋼料時(shí),銅可能沿晶界滲入鋼坯表面層內(nèi),形成銅的化合物。如果燃料中含硫量較高時(shí),硫也可能滲入坯料表層內(nèi),形成硫的化合物。

       第二相化合物固溶,主要問題是固溶的數(shù)量和合金元素均勻化。它們與最大固溶度、固溶溫度和時(shí)間等有關(guān)。

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       加熱時(shí)第二相化合物是以原子狀態(tài)融入基體的,它們或呈置換形式,或呈間隙形式,不同溶質(zhì)元素在溶劑中的溶解度是不一樣的。  

     鍛造加熱時(shí)對(duì)于置換固溶體,溶解度的大小主要取決于以下幾個(gè)因素。

      1.溶質(zhì)與溶劑的晶格類型。如果溶質(zhì)和溶劑的晶格類型相同,則可能完全互溶;反之,如果兩種組元的晶格類型不同,則組元之間的溶解度只能是有限的。

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      2.溶質(zhì)原子與溶劑原子的直徑比。對(duì)大量合金系所作的統(tǒng)計(jì)表明,當(dāng)溶質(zhì)與溶劑原子半徑相對(duì)差別大于14~15%時(shí)便只能形成有限固溶體,而且,在其它條件相同的情況下,兩者原子半徑差別越大,其溶解度越小。

      3.固溶體的電子濃度。所謂電子濃度是價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)目的比值,面心立方晶格的極限電子濃度值為1.36,體心立方晶格為1.48,密排六方晶格為1.72。溶質(zhì)原子溶入溶劑后,如果電子濃度超過以上極限值時(shí),晶格便不穩(wěn)定,便只能形成有限的溶解,超過的愈多,溶解度也就愈小。