Механизмы легирования стали

Металлические сплавы обычно образуются путем смешивания двух или более металлов в их жидком состоянии. Двумя наиболее обычными методами легирования являются механизмы замещения и внедрения.

Легирование замещением

Механизм замещения включает простую передачу атомов одной решетки в другую решетку. Примером легирования замещением могут служить медноникелевые сплавы, в которых происходит обмен атомами между решетками меди и никеля.

Легирование внедрением

Для легирования внедрением требуется большое различие размеров участвующих атомов. Размеры атома углерода в тридцать раз меньше размеров атома железа. Поэтому для железоуглеродистых сплавов механизм легирования внедрением может проходить довольно легко. При определенных условиях маленькие атомы железа входят внутрь атомной решетки железа – в промежутки между атомами (рисунок). В этом упрощенно и заключается принцип легирования углеродистых сталей.

Рисунок – Расположение атомов железа в двух кристаллических структурах чистого железа:
а – объемноцентрированная кубическая (ОЦК) атомная решетка;
б – гранецентрированная кубическая решетка (ГЦК) атомная решетка.