為什麼合金鋼的硬度比金屬大

❶ 為什麼合金硬度比純金屬硬度大

抄來的……
【按語】提起「合金」，留給學生的印象一般都是「密度減小、硬度加大、熔點降低」，然而是所有的合金都符合以上特點嗎？本文則就這一問題做簡單的介紹。
合金是由兩種或兩種以上的金屬元素(或金屬和非金屬元素)組成的，它具有金屬所應有的特徵。鋼就是由鐵和碳兩種元素組成的合金。古代青銅(銅和錫的合金)的使用，可以將使用合金的年代追溯得很早。
合金的結構比純金屬的要復雜得多。根據合金中組成元素之間相互作用的情況不同，一般可將合金分為三種結構類型：相互溶解的形成金屬固溶體；相互起化學作用的形成金屬化合物；並不起化學作用的形成機械混合物。
1.金屬固溶體
一種溶質元素(金屬或非金屬)原子溶解到另一種溶劑金屬元素(較大量的)的晶體中形成一種均勻的固態溶液，這類合金稱為金屬固溶體。金屬固溶體在液態時為均勻的液相，轉變為固態後，仍保持組織結構的均勻性，且能保持溶劑元素的原來晶格類型。
按照溶質原子在溶劑原子格點上所佔據的位置不同，又可將金屬固溶體分為置換固溶體和間隙固溶體。
在置換固溶體中，溶質原子部分佔據了溶劑原子格點的位置，如圖(b)所示。當溶質元素與溶劑元素在原子半徑、電負性以及晶格類型等因素都相近時，形成置換固溶體。例如釩、鉻、錳、鎳和鈷等元素與鐵都能形成置換固溶體。在間隙固溶體中，溶質原子占據了溶劑原子格點的間隙之中，如圖(c)所示。氫、硼、碳和氮等一些原子半徑特別小的元素與許多副族金屬元素能形成間隙固溶體。
由於溶質原子與溶劑原子的直徑不可能完全相同，因此當溶劑原子格點溶入溶質原子後，多少能使原來的格點發生畸變（如圖d），它們能阻礙外力對材料引起的形變，因而使固溶體的強度提高，同時其延展性和導電性將會下降。這種通過溶入溶質元素形成固溶體，使金屬材料的變形抗力增大、強度、硬度升高的現象稱為固溶強化，它是金屬材料強化的重要途徑之一。
圖d形成固溶體時的晶格畸變
實踐證明，適當掌握固溶體中的溶質含量，可以在顯著提高金屬材料的強度、硬度的同時，仍能保持良好的塑性和韌性。例如，向銅中加入19％的鎳，可使純銅的強度極限由220Map提高到380MPa，硬度由44HBS提高到70HBS，而伸長率仍然保持在50％左右。所以對力學性能要求較高的結構材料，幾乎都是以固溶體作為最基本的組成相。
2.金屬化合物
當合金中加入的溶質原子數量超過了溶劑金屬的溶解度時，除能形成固溶體外，同時還會出現新的相，這第二相可以是另一種組成的固溶體，而更常見的是形成金屬化合物。
金屬化合物種類很多，從組成元素來說，可以由金屬元素與金屬元素，也可以由金屬元素與非金屬元素組成。前者如Mg2Pb、CuZn等；後者如硼、碳和氮等非金屬元素與d區金屬元素形成的化合物，分別稱為硼化物、碳化物和氮化物，它們具有某些獨特的性能，對金屬和合金材料的應用起著重大的作用。金屬型碳化物是由碳與鈦、鋯、釩、鈮、鉭、鉬、鎢、錳、鐵等d區金屬作用而形成的，例如WC、Fe3C等。這類碳化物的共同特點是具有金屬光澤，能導電導熱，熔點高，硬度大，但脆性也大。
金屬化合物一般具有復雜的晶體結構，熔點高，硬度高，脆性大。當合金中出現金屬化合物時，合金的強度、硬度和耐磨性均提高，而塑性和韌性降低。金屬化合物是許多高合金的重要組成相，與固溶體適當配合可以提高合金的綜合力學性能。
3、機械混合物
機械混合物是合金中的一類復相混合物組織，不同的相均可互相組合形成機械混合物。機械混合物可由純金屬之間形成，也可由純金屬和化合物、純金屬和固溶體、固溶體和固溶體以及固溶體和化合物之間形成。
在機械混合物中，構成合金的兩個組元在固態下既不能相互溶解，又不能彼此反應形成化合物，各相在機械混合物中仍保持原有的晶格和性能，機械混合物的性能介於組成的相性能之間，工業上大多數合金均由混合物組成，如鋼、鑄鐵、鋁合金等。機械混合物的熔點較組元熔點降低，焊錫是機械混合物的一個例子，它是由錫和鉛形成的合金。
由此可見，合金的性能是由合金的結構決定的，不同類型的合金具有不同的性能特點，簡要總結如下：
類別
性能特點
固溶體
塑、韌性好,強度比純組元高
金屬化合物
熔點高,硬度高,脆性大
機械混合物
性能介於組成的相性能之間，熔點降低

❷ 為什麼合金的硬度比純金屬更大

硬度表徵的是材料抵抗塑性形變的能力,對於金屬或者合金來說就是晶體內部位錯滑移的困難程度,即位錯越難滑移,則硬度越高.
合金中存在不同的相,即不同的晶體結構以及空間排布.這樣當一個晶體中的位錯滑移到其表面後,越過其表面滑移到另一種晶體結構的難度要高於越過同種晶體結構的界面（即晶界）難度,即不同晶體結構的存在一定程度上阻止了位錯的滑移,也就阻止了塑性形變,於是合金硬度比純金屬高.

❸ 為什麼合金硬度比純金屬硬度大

一般來說 一種金屬材料的硬度取決於它原子間的化學鍵的強度，強度越大，原子結合越緊密，抵抗形變的能力就越大，硬度一般也就比較大。

而金屬鍵一般越短結合力越大（核力嘛），還有結構，比如面心立方結構的金屬比體心立方密排度更高，結合更緊密，硬度也更大點。

而金屬之間形成金屬間化合物，金屬間化合物結構更穩定，金屬鍵不容易斷裂，強度增加。

或者與非金屬形成固溶體，比如鋼鐵裡面的FeC3，固溶體硬度很大，是金屬材料的強化相，很多貴的鋼鐵材料是因為他們加了比碳化鐵更強的強化相比如碳化釩。

同時合金原子不一樣大，原子間晶格產生畸變，有了畸變晶格勢壘就更大，原子擴散更困難，形變不容易啊

❹ 為什麼合金的硬度會比其各組成部分的金屬硬度大

合金硬度比原來的純金屬變大的原因? 這個問題是我自己想的
我覺得可以這么解釋:
純金屬的金屬鍵是無方向的 金屬陽離子發生移動時金屬鍵不被破壞,因此也缺少恢復原來形狀的"力"
而摻入雜質後 由於雜質的電負性與金屬不同(比如碳的電負性比金屬強)這樣造成電子雲偏移,形成了"極性"
這樣合金發生形變時原子間有定向力作用,所以硬度變大.

❺ 為什麼合金的硬度比純金屬更大

因為合金改變了金屬的金像結構使金屬鍵結合力變強，因為它們的吸引電子的力不同。所以它們的耐腐、和強度都高於純金屬。

❻ 為什麼合金的性能比其組成純金屬更優越

合金的性能：
（1）一般情況下，合金比純金屬硬度大、更堅硬
（2）多數合金的熔點一般比各成分金屬的低
3）一般來說，合金的性質並不是各成分的性質的總和，合金具有良好的物理、化學和機械的性能
(4)合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以生鐵調節

a,為什麼合金比純金屬硬度更大，更堅固？

合金內加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難。因此，在一般情況下，合金比純金屬硬度大
b,加入不同合金元素，可以改變合金的硬度、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、強度、韌性等，用於開發新型材料

❼ 為什麼合金硬度比其組分中任一金屬的硬度大

不知道這樣解釋可以不：
合金中含有多種組元,如鋼是C、N、ni、Cr等元素溶解在鐵中而形成的,而這些元素在鐵溶解對鐵基體中形成固溶體,對基體會有強化作用,（用材料學的觀點來解釋就是固溶強化）,其強度硬度都比構成基體的任意一種金屬高.
ps：單一的金屬是一種組元,而合金是多種組元.

❽ 合金硬度比原來的純金屬變大的原因

你的這個想法有點貼譜了。
在合金材料的內部金屬的晶格、金屬鍵重新進行了排列，其理化性能指標均發生了變化，最明顯的就是硬度變化。

❾ 為什麼合金強度比組成合金元素的純金屬強度高

合金的性能：
（1）一般情況下，合金比純金屬硬度大、更堅硬
（2）多數合金的熔點一般比各成分金屬的低
3）一般來說，合金的性質並不是各成分的性質的總和，合金具有良好的物理、化學和機械的性能
(4)合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以生鐵調節

a,為什麼合金比純金屬硬度更大，更堅固？

合金內加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難。因此，在一般情況下，合金比純金屬硬度大
b,加入不同合金元素，可以改變合金的硬度、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、強度、韌性等，用於開發新型材料