鋁合金固溶爐熱處理對晶格的變化
鋁合金固溶熱處理對晶格的決定性因素與固溶體的緊密相關,而且兩者的尺寸差異愈小所構成的固溶體的溶化度愈大。當原子團尺寸差異小于某一數值時將構成有限固溶體。某個數值對以鐵為基的固溶體為8%,對以銅為基的固溶體為10%-11%,通常在10%-15%之間。當原子團尺寸差異大于15%時,即不大可能構成置換固溶體。
尺寸成分的物理本質是不言而喻的。比如,在構成置換固溶體時,若鋁合金固溶爐的溶質原子團的尺寸比溶劑原子團大,隨著溶質原子團的溶入,將在固溶體的晶格構造中導致正畸變;反之若溶質原子團尺寸比溶劑小,則其四周的溶劑原子團將向溶質原子團聚攏,導致負畸變[圖3-6(b)]。非常顯然,溶質與溶劑原子團的尺寸差異愈大,構成固溶體時所造成的晶格畸變便愈大,由此所招致的布點畸變能也愈大,固溶體晶格構造的穩(wěn)固性就愈小。因而,只有原子團尺寸差異較小,構成固溶體時所導致的晶格畸變較小的元素之間才偏向于構成置換固溶體并存在較高的溶化度。
同理可知,在構成間隙固溶體時將只能導致固溶體晶格產生正畸變。顯然,溶質原子團的尺寸愈小,在構成間隙固溶體時所造成的晶格畸變和畸變能便愈小,間隙固溶體就愈輕易構成,其溶化度也就愈大。反之,溶質原子團的絕對尺寸愈大,愈不易構成間隙固溶體,最初終究會在溶質原子團的絕對尺寸大于某一臨界數值時,使間隙固溶體的溶化度上升至零,即徹底使不得構成間隙固溶體。
陰電性成分:兩種元素在周期表中的地位距離愈遠,其陰電性(即該署元素的原子團自其余原子團竊取電子而變?yōu)樨撾x子的威力)相差愈大,它們之間的化學親和力愈強,它們就愈偏向于構成復合物,而周折于構成固溶體,所構成的固溶體的溶化度也就愈小。
陰電性成分的作用也是極為不足道和廣泛存在的,比如,硫和鋁同鐵原子團尺寸差異很相近,但鋁在鐵中的溶化度卻比硫大得多,其重要起因就在乎它們之間的陰電性較瀕臨。
電子深淺成分:在合金中,電子對數目(e)與原子團數目(a)之比稱為電子深淺。以二元合金為例,設在固溶體中溶質的原子團百分數為x,每個溶質原子團在構成固溶體時所奉獻的電子對數為V;固溶體中溶劑的原子團百分數為(100-x),每個溶劑原子團奉獻的電子對數為U。
當溶質原子團對固溶體奉獻的電子對數與溶劑相反聲,隨著溶質原子團的進入將使固溶體晶格中的電子深淺及電子云的構造有所改觀。顯然,在這種狀況下溶質原子團所占比重愈高,固溶體晶格的電子深淺的改觀便愈大,直至最初達成某一極限電子深淺值為止。當勝于此值時,這種固溶體晶格就平衡固,它將按另一種構造內容,構成一種新的合金相。
因而,定然內容的固溶體只能穩(wěn)固存在于定然的電子深淺規(guī)模之內。比如,關于溶劑為一價非金屬的固溶體,若固溶體存在面心立方晶格,則極限電子深淺值為1.36;若固溶體存在體心立方晶格,則極限電子深淺值為1.48。當溶劑為其余元素時,極限電子深淺值眼前還不明晰。構成合金相時各族元素的每個原子團所奉獻的電子對數。
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