6.固溶体的结构和性能
固溶体的结构
固溶体的结构发生了变化:
虽然固溶体仍保持着溶剂的晶格类型,但若与纯组元相比,结构还是发生了变化,有的变化还相当大,主要表现在以下凡个方面:晶格畸变;偏聚与有序;有序固溶体
晶格畸变
造成晶格畸变形成弹性应力场
由于溶质与溶剂的原子大小不同,因而在形成固溶体时,必然在溶质原子附近的局部范围内造成晶格畸变,并因此而形成一个弹性应力场。
晶格畸变的大小可由晶格常数的变化所反映
对置换固溶体来说,当溶质原子较溶剂原子大时,晶格常数增加;反之,当溶质原子较溶剂原子小时,则晶格常数减小。形成间隙固溶体时,晶...
固溶体的结构
固溶体的结构发生了变化:
虽然固溶体仍保持着溶剂的晶格类型,但若与纯组元相比,结构还是发生了变化,有的变化还相当大,主要表现在以下凡个方面:晶格畸变;偏聚与有序;有序固溶体
晶格畸变
造成晶格畸变形成弹性应力场
由于溶质与溶剂的原子大小不同,因而在形成固溶体时,必然在溶质原子附近的局部范围内造成晶格畸变,并因此而形成一个弹性应力场。
晶格畸变的大小可由晶格常数的变化所反映
对置换固溶体来说,当溶质原子较溶剂原子大时,晶格常数增加;反之,当溶质原子较溶剂原子小时,则晶格常数减小。形成间隙固溶体时,晶格常数总是随着溶质原子的溶入而增大。
偏聚与有序
1. 长期以来,人们认为溶质原于在固溶体中的分布是统计的、均匀的和无序的,如图3-8a所示。
2. 但经X射线精细研究表明,溶质原子在固溶体中的分布,总是在一定程度上偏离完全无序状态,存在着分布的不均匀性
3. 当同种原子间的结合力大于异种原子间的结合力时,溶质原子倾向于成群地聚集在一起,形成许多偏聚区图3.8
4. 反之,当异种原子(即溶质原子和溶剂原子)间的结合力较大时,则溶质原子的近邻皆为溶剂原子,溶质原子倾向于按一定的规则呈有序分布,这种有序分布通常只在短距离小范围内存在,称之为短程有序(图3-8c)
有序固溶体
有序固溶体的概念
● 具有短程有序的固溶体,当低于某一温度时,可能使溶质和溶剂原子在整个晶体中都按―定的顺序排列起束,即由短程有序转变为长程有序,这样的固溶体称为有序固溶体。
● 当溶质原子按适当比例并按一定顺序和一定方向,围绕着溶剂原子分布时,这种固溶体就叫有序固溶体
有序固溶体有确定的化学成分可以用化学式来表示
● 例如在
合金中,当两组元的原子数之比
等于1:1
和3:1
时,在缓慢冷却条件下,两种元素的原子在固溶体中将由无序排列转变为有序排列,铜、金原子在晶格中均占有确定的位置,如图3.9所示
● 对
来说,铜原子和金原于按层排列于
晶面上,一层晶面上全部是铜原子,相邻的一层全部是金原子
● 由于铜原子较小,故使原来的面心立方晶格略变形为
的四方晶格
● 对
来说,金原子位于晶胞的顶角上,铜原子则占据面心位置
固溶体的有序化温度:
当有序固溶体加热至某一临界温度时,将转变为无序固溶体,而在缓慢冷却至这一温度时,又可转变为有序固溶体。这一转变过程称为有序化.发生有序化的临界温度称为固溶体的有序化温度。
无序变有序的性能突变:
当无序固溶体转变为有序固溶体时,性能发生突变:硬度及脆性显著增加,而塑性和电阻则明显降低。
有序固溶体的相本质:
由于溶质和溶剂原子在晶格中占据着确定的位置,因而发生有序化转变时有时会引起品格类型的改变。严格说来,有序固溶体实质上是介于固溶体和化合物之间的一种相,但更接近于金属化合物。
固溶体的性能
总的来说固溶强化:
随着溶质浓度的增加强度硬度升高塑性韧性下降
强化效果:
1. 原子尺寸相差越大晶格畸变越大强化效果越好
2. 间隙固溶体强化效果强于置换固溶体,因为造成的晶格畸变大
固溶体的硬度和屈服强度和抗拉强度
一般来说,固溶体的硬度、屈服强度和抗拉强度等总是比组成它的纯金属的平均值高,随着溶质原子浓度的增加,硬度和强度也随之提高。
固溶体的塑性韧性方面
在塑性韧性方面,如延伸率、断面收缩率和冲击功等,固溶体要比组成它的两个纯金属的平均值低,但比一般化合物要髙得多。
因此,综合起来看,固溶体比纯金属和化合物具有较为优越的综合机械性能,因此,各种金属材料总是以固溶体为其基体相。
本文档为【6.固溶体的结构和性能】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑,
图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。