Alloys are classified based on atomic arrangement. In substitutional alloys, atoms of the solute element replace atoms of the solvent in the crystal lattice, common when atomic sizes are similar. In interstitial alloys, smaller solute atoms, like carbon in iron, fit into the spaces (interstices) between the larger solvent atoms. This structural difference fundamentally dictates the alloy’s mechanical properties.
The distinction between substitutional and interstitial solid solutions is fundamental to physical metallurgy and alloy design. The type of solid solution that forms is primarily governed by the relative sizes of the solute and solvent atoms. Substitutional alloys typically form when the atomic radii of the two elements are within about 15% of each other, a guideline known as the Hume-Rothery size-factor rule. When a solute atom replaces a solvent atom, it introduces localized lattice strain, which impedes dislocation motion and thus increases the material’s strength and hardness, but often reduces its ductility. Examples include brass (zinc in copper) and bronze (tin in copper).
من ناحية أخرى، تتشكل السبائك الخلالية عندما تكون ذرات المواد المذابة أصغر بكثير من ذرات المذيب، مما يسمح لها باحتلال المواقع الخلالية داخل الشبكة البلورية دون إزاحة ذرة المذيب. الذرات الخلالية الشائعة هي الهيدروجين والبورون والكربون والنيتروجين. يُسبب وجود هذه الذرات تشوهًا كبيرًا في الشبكة، مما يوفر آلية فعالة للغاية لمنع حركة الخلع، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الصلابة والمتانة. أبرز مثال على ذلك هو الفولاذ، حيث تشغل ذرات الكربون مواقع خلالية في الشبكة الحديدية. تُحدد كمية الكربون وموقعه، والتي يمكن التحكم فيها بالمعالجة الحرارية، الخصائص النهائية للفولاذ، من فولاذ مطيل منخفض الكربون إلى فولاذ صلب وهش عالي الكربون.
متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية
احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه
أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة
{{العنوان}}
{% إذا كان المقتطف %}{{ مقتطفات | truncatewords: 55 }}
{% endif %}
