金属间化合物 钢中的过渡族金属元素之间形成一系列金属间化合物。其中最主要的有σ相和Lσves相,它们都属于拓扑密排(TcP)相,它们由原子半径小的一种原子构成密堆层,其中镶嵌有原子半径大的一种原子,这是一种高度密堆的结构。它们的形成除了原子尺寸因素起作用外,也受电子浓度因素的影响。
σ相 属于正方晶系,单位晶胞中有30个原子,在二元合金中,σ相形成与下列条件有关:(1)原子尺寸差别不大,σ相中原子半径差别最大的钨一钴系,其原子半径差为12%。(2)其中定有一组元为体心立方点阵(配位数为8),另一个组元为面心立方或密排六方点阵(配位数为12)。(3)出现于“平均族数”(s+d层电子数)在5.7~7.5范围。二元合金中σ相存在的区域见表3。在三元系中,由于第三组元的加入会影响到σ相形成的浓度和温度范围。通常在含铬不锈钢中出现铁铬σ相,在铁-铬-锰三元系,铁-铬和铬-锰二元系中均可形成σ相,当锰加入不锈钢中,会促进σ相形成,并使其稳定温度范围加宽。许多合金元素都使铁铬。相稳定温度范围增高。铁铬σ相在低于820C稳定,硅促进d相形成并把稳定温度提高到900~960℃,锰和钼可把σ相稳定温度提高到1000℃。
固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。通常以一种化学物质为基体溶有其他物质的原子或分子所组成的晶体,在合金和硅酸盐系统中较多见,在多原子物质中亦存在。当溶剂的晶体结构添加溶质后可以稳定存在且保持均相,则该种混合物可以被视作溶液。一些混合物可以在很多种浓度情况下形成固溶体,而有一些混合物根本不能形成固溶体。