力華動態(tài)
感應加熱設備固溶體的性能形成固溶體時,雖然保持著溶劑金屬的晶體結(jié)構,但由于溶質(zhì)原于的溶入,將會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重。隨著溶質(zhì)原子的溶入,晶格畸變位錯移動困難,塑性變形抗力增加從而提高金屬的強度極限和硬度。
這種感應加熱設備工件由于溶質(zhì)原子溶人基體中形成固溶體而使其強度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強化。它是金屬強化的重要形式。實踐證明,固溶體中溶質(zhì)含量適當時,可以顯著提高材料的強度和硬度,而塑性、韌性并不明顯降低。例如,我國的低合金強度結(jié)構鋼*是利用錳、硅等元素來強化鐵素體,從而使材料的力學性能大為提高的。1968年建成通車的舉世聞名的南京長江大橋,使用的鋼梁每根長度為160m,橋梁的跨度要求達到160m,碳素鋼由于比強度太低而遠遠達不到要求,當時鞍鋼自主研發(fā)了錳鋼,能夠在不降低強度的情況下,減輕橋梁的自重,滿足了設計要求。當然,固溶強化在提高金屬材料強度的同時,會犧牲其一定的塑性和韌性。
感應加熱設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,但其伸長率(未拉斷)仍保持在50%左右。所以說只要保持適當?shù)娜苜|(zhì)濃度,固溶體不僅有較絕金屬為高強度和硬度,而且有良好的塑性和韌性。因此,實際使用的金屬材料大多數(shù)是以固溶體為基體的合金。當然,間隙固溶體的強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,晶格畸變嚴重,固溶強化效果顯著,碳素鋼*是如此。
盡管感應加熱設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教材多是固溶體合金。
不過,感應加熱設備單純通過固溶強化所達到的*高強度指標畢竟有限,仍難以滿足人們對結(jié)構材料的要求,因此必須在固溶強化的基礎上再進行其他強化處理。