第二相化合物,從來源看,有的是為了強化合金,改善金屬性能而加入一些合金元素形成的強化相,例如高速鋼中的合金碳化物,有的是冶煉時不可避免地帶來的一些非金屬夾雜,例如鋼中的硫化物、氮化物、硅酸鹽等,有的是熱加工過程中外來元素引起的。例如加熱爐中殘存的鋼,加熱鋼料時,銅可能沿晶界滲入鋼坯表面層內,形成銅的化合物。如果燃料中含硫量較高時,硫也可能滲入坯料表層內,形成硫的化合物。
第二相化合物固溶,主要問題是固溶的數量和合金元素均勻化。它們與最大固溶度、固溶溫度和時間等有關。
加熱時第二相化合物是以原子狀態融入基體的,它們或呈置換形式,或呈間隙形式,不同溶質元素在溶劑中的溶解度是不一樣的。
鍛造加熱時對于置換固溶體,溶解度的大小主要取決于以下幾個因素。
1.溶質與溶劑的晶格類型。如果溶質和溶劑的晶格類型相同,則可能完全互溶;反之,如果兩種組元的晶格類型不同,則組元之間的溶解度只能是有限的。
2.溶質原子與溶劑原子的直徑比。對大量合金系所作的統計表明,當溶質與溶劑原子半徑相對差別大于14~15%時便只能形成有限固溶體,而且,在其它條件相同的情況下,兩者原子半徑差別越大,其溶解度越小。
3.固溶體的電子濃度。所謂電子濃度是價電子數與原子數目的比值,面心立方晶格的極限電子濃度值為1.36,體心立方晶格為1.48,密排六方晶格為1.72。溶質原子溶入溶劑后,如果電子濃度超過以上極限值時,晶格便不穩定,便只能形成有限的溶解,超過的愈多,溶解度也就愈小。