力華動(dòng)態(tài)
感應(yīng)加熱設(shè)備固溶體的性能形成固溶體時(shí),雖然保持著溶劑金屬的晶體結(jié)構(gòu),但由于溶質(zhì)原于的溶入,將會(huì)使固溶體的晶格常數(shù)發(fā)生變化及晶格產(chǎn)生畸變,并且品格畸變隨著溶質(zhì)原子濃度的增高而越加嚴(yán)重。溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸相差越大,所引起的晶格畸變也越嚴(yán)重。隨著溶質(zhì)原子的溶入,晶格畸變位錯(cuò)移動(dòng)困難,塑性變形抗力增加從而提高金屬的強(qiáng)度極限和硬度。
這種感應(yīng)加熱設(shè)備工件由于溶質(zhì)原子溶人基體中形成固溶體而使其強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。它是金屬?gòu)?qiáng)化的重要形式。實(shí)踐證明,固溶體中溶質(zhì)含量適當(dāng)時(shí),可以顯著提高材料的強(qiáng)度和硬度,而塑性、韌性并不明顯降低。例如,我國(guó)的低合金強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼*是利用錳、硅等元素來強(qiáng)化鐵素體,從而使材料的力學(xué)性能大為提高的。1968年建成通車的舉世聞名的南京長(zhǎng)江大橋,使用的鋼梁每根長(zhǎng)度為160m,橋梁的跨度要求達(dá)到160m,碳素鋼由于比強(qiáng)度太低而遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求,當(dāng)時(shí)鞍鋼自主研發(fā)了錳鋼,能夠在不降低強(qiáng)度的情況下,減輕橋梁的自重,滿足了設(shè)計(jì)要求。當(dāng)然,固溶強(qiáng)化在提高金屬材料強(qiáng)度的同時(shí),會(huì)犧牲其一定的塑性和韌性。
感應(yīng)加熱設(shè)備鎳固溶于銅中所形成的銅鎳合金,通過增加鎳的溶解度使其硬度從38HBW提高到60~ 80HBW,但其伸長(zhǎng)率(未拉斷)仍保持在50%左右。所以說只要保持適當(dāng)?shù)娜苜|(zhì)濃度,固溶體不僅有較絕金屬為高強(qiáng)度和硬度,而且有良好的塑性和韌性。因此,實(shí)際使用的金屬材料大多數(shù)是以固溶體為基體的合金。當(dāng)然,間隙固溶體的強(qiáng)化效果比置換固溶體更為顯著。例如,馬氏體是碳過飽和的間隙固溶體,晶格畸變嚴(yán)重,固溶強(qiáng)化效果顯著,碳素鋼*是如此。
盡管感應(yīng)加熱設(shè)備合金鋼中不少元素代替部分鐵原子形成置換固溶體,但是其馬氏體硬度主要是因過飽和碳的間隙作用而形成的。與純金屬相比,隨著固溶體溶質(zhì)原子濃度的增加,固溶體的電阻率升高電阻溫度系數(shù)下降,所以固溶體具有較高的電阻,而且電阻值與溫度變化關(guān)系不大,是良好的電熱材料。熱處理爐用的Fe- Cr- Al和Cr- Ni電阻絲等,羹熱處理工技師鑒定培訓(xùn)教材多是固溶體合金。
不過,感應(yīng)加熱設(shè)備單純通過固溶強(qiáng)化所達(dá)到的*高強(qiáng)度指標(biāo)畢竟有限,仍難以滿足人們對(duì)結(jié)構(gòu)材料的要求,因此必須在固溶強(qiáng)化的基礎(chǔ)上再進(jìn)行其他強(qiáng)化處理。