为什么碳在奥氏体中的固溶度比在铁素体中的大

Question

如题所述

Answer 1

为什么碳在奥氏体中的固溶度比在铁素体中的大原因：
1.铁素体：碳溶入α－Fe中形成的间隙固溶体。
2.奥氏体：碳溶入γ－Fe中形成的间隙固溶体。
3.铁素体结构为体心立方晶格，间隙半径（0.291~0.154）。因其晶格间隙尺寸较小，故碳在α-Fe中的溶解度较小，它的性能与纯铁相近，塑性、韧性好，强度、硬度低。它在钢中一般呈块状或片状。
固溶度：
固溶度是指固溶体中溶质的最大含量，也就是溶质在溶剂中的极限溶解度。
奥氏体：
奥氏体(Austenite)是钢铁的一种层片状的显微组织，
通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体，也称为沃斯田铁或ɣ-Fe。奥氏体的名称是来自英国的冶金学家罗伯茨·奥斯汀(William
Chandler
Roberts-Austen)。

Answer 2

很久以前的问题了，但没有专业的答案，所以来此回答。
1、碳的位置：不论是铁素体还是奥氏体，碳溶解在铁晶格的间隙中。铁晶格间隙包括四面体间隙和八面体间隙。因为八面体间隙是扁的，比四面体间隙大，所以碳实际上溶解在八面体间隙中。
因此，碳在谁中的固溶度大，取决于谁的间隙大，间隙数量多。
2、碳的固溶度：下面摆出数据，结果就清楚了。
八面体间隙半径：奥氏体为0.414R，铁素体为0.15R
数量：奥氏体为12个，铁素体为8个。
3、由于铁素体中八面体间隙小，碳原子溶进去困难（需大力挤开周围原子）。而且间隙数量少，提供的位置少。所以，碳在奥氏体中的固溶度比在铁素体中大。
4、另外一个因素也涉及到，即二者所处的条件（温度区间）不同。一般而言，奥氏体在高温，铁素体在低温。高温下原子能量高，进入间隙容易。这也会导致碳溶解度的差异。