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(guān),而且兩者的尺寸差異愈小所構(gòu)成的固溶體的溶化度愈大。當原子團尺寸差異小于某一數(shù)值時將構(gòu)成有限固溶體。某個數(shù)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(gòu)成置換固溶體。
尺寸成分的物理本質(zhì)是不言而喻的。比如,在構(gòu)成置換固溶體時,若鋁合金固溶爐的溶質(zhì)原子團的尺寸比溶劑原子團大,隨著溶質(zhì)原子團的溶入,將在固溶體的晶格構(gòu)造中導致正畸變;反之若溶質(zhì)原子團尺寸比溶劑小,則其四周的溶劑原子團將向溶質(zhì)原子團聚攏,導致負畸變[圖3-6(b)]。非常顯然,溶質(zhì)與溶劑原子團的尺寸差異愈大,構(gòu)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(gòu)造的穩(wěn)固性就愈小。因而,只有原子團尺寸差異較小,構(gòu)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(gòu)成置換固溶體并存在較高的溶化度。
同理可知,在構(gòu)成間隙固溶體時將只能導致固溶體晶格產(chǎn)生正畸變。顯然,溶質(zhì)原子團的尺寸愈小,在構(gòu)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(gòu)成,其溶化度也就愈大。反之,溶質(zhì)原子團的絕對尺寸愈大,愈不易構(gòu)成間隙固溶體,最初終究會在溶質(zhì)原子團的絕對尺寸大于某一臨界數(shù)值時,使間隙固溶體的溶化度上升至零,即徹底使不得構(gòu)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(gòu)成復合物,而周折于構(gòu)成固溶體,所構(gòu)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(shù)目(e)與原子團數(shù)目(a)之比稱為電子深淺。以二元合金為例,設(shè)在固溶體中溶質(zhì)的原子團百分數(shù)為x,每個溶質(zhì)原子團在構(gòu)成固溶體時所奉獻的電子對數(shù)為V;固溶體中溶劑的原子團百分數(shù)為(100-x),每個溶劑原子團奉獻的電子對數(shù)為U。
當溶質(zhì)原子團對固溶體奉獻的電子對數(shù)與溶劑相反聲,隨著溶質(zhì)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(gòu)造有所改觀。顯然,在這種狀況下溶質(zhì)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(gòu)造內(nèi)容,構(gòu)成一種新的合金相。
因而,定然內(nèi)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(nèi)。比如,關(guān)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(gòu)成合金相時各族元素的每個原子團所奉獻的電子對數(shù)。
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