不同合金材料元素使用固溶炉处理晶格溶化度不同的,结晶体构造成分:在绝大少数状况下,若其余条件相差不大,则在晶格构造相反的元素之间存在较大的溶化度,而在晶格构造相反的元素之间的溶化度较小。比如,存在面心立方晶格的Mn、Co、Ni、Cu、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt、Au等元素在面心立方晶格的γ- Fe中溶化度较大,而在体心立方晶格的α- Fe中的溶化度较小,存在体心立方晶格的Cr、V、Ti、Zr、Nb、Ta、Mo、W等元素在体心立方晶格的α - Fe中溶化度较大,而在面心立方晶格的γ- Fe中的溶化度较小。显然只有在晶格构造相反的元素之间才有可能构成有限固溶体。
非常显然,在各元素相遇时终究构成何种固溶体,其溶化度是大还是小,应在于于上述诸成分的综竞争用。上面以合金钢中常见的元素与铁之间所构成的固溶体为例,综合该署成分的作用。
由化学元素周期表能够看出,合金钢中常见的合金元素Ni、Co、Mn、Cr、V、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu等元素都在铁的四周,它们与Fe的原子团尺寸差异都在15%以内,电化学成分也差不离,因此都能与Fe构成置换固溶体。其中Ni、Co、Cr、V等元素离Fe较近,原子团尺寸差距较小(都在8%以内),晶格构造又相反,因此它们都能与Fe构成有限固溶体。然而,Fe -V系与Fe - Cr系构成的是存在体心立方晶格的有限固溶体;Fe - Ni系与Fe -Co系构成的是存在面心立方晶格的有限固溶体,这显然是因为构造成分在起作用的缘故。Ti、Zr、Nb等元素与Fe在周期表中距离稍远,尺寸差异较大,固然与α- Fe的晶格构造相反,也只能构成溶化度不高的无限固溶体。Mo和W与Fe的间隔比Ti、Zr、Nb等稍近,原子团尺寸差异较小,阴电性也比拟濒临,而且存在体心立方晶格,因此在α - Fe中存在稍大些的溶化度。Cu固然离Fe较近,原子团尺寸也差不离,然而因为它不是过渡族元素,其电子构造与Fe存在重大差异,因此在铁中的溶化度很小。
钢中存在着的C、Si、P、S等元素,与Fe的关系是各不相反的。C原子团较小,与Fe的原子团尺寸之比为0。6,能与Fe构成间隙固溶体,但溶化度较小。Si、P、S都能与Fe构成置换固溶体,其中Si与Fe在周期表中间隔较近,原子团尺寸较近.阴电性也较相近,因此Si在Fe中的溶化度较大;P距Fe较远,原子团尺寸和阴电性也与Fe相差较大,因此P在Fe中溶化度较小;S距Fe较远,与Fe的原子团差异大于18%,阴电性也相差很大,因此S简直不溶于Fe,但能与Fe构成复合物-FeS。
需指出的是:固溶体的溶化度还和合金相所处的条件,比如热度和压力无关,热度的莫须有尤为显然。在其余条件相反时,关于大少数固溶体来说,总是随着热度的升高而固溶体的溶化度逐步回升,而且热度愈高溶化度增多的速率愈大,只有多数合金例外。