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固溶体定义：具有掺杂缺陷的晶体。
特点/性质：空间群不变、晶胞参数变化、物理性质连续变化、微观缺陷处无对称性/微观不均匀性。
掺杂提升各种性能。
缺陷可以用于做气敏材料；缺陷做半导体；还可以做人造宝石（着色）；导电性调节；气孔率调节，控制可见光透过率等等。
XRD 测定晶胞参数变化，可以用来表征固溶体的固溶度/组成。
卫格定律、雷特格定律（n 为实验值）：2211)()()(c a c a a nn n ss +=a 为晶胞参数、c 为浓度，ss 为固溶体，1、2分别为溶剂溶质。
溶剂：原有晶体；溶质：外来原子；生成过程视为溶解过程。
取代/置换型固溶体：杂质原子进入晶体后占据原来晶体原子的位置；填隙型固溶体：杂质原子进入晶格中的间隙位置；按溶解度分类：无限/连续/完全互溶固溶体：溶质和溶剂可以按任意比例相互溶解；有限/不连续/部分互溶固溶体：溶质在溶剂中的溶解度有极值，超过极值发生相变。
根据固溶体在相图中的位置分类：端部/初级固溶体：位于相图的端部，其成分范围包括纯组元； 中间/二次固溶体：位于相图中间不包括纯组元。
根据各组元分布的规律性分类：无序固溶体：溶质不形成点阵；有序固溶体/超点阵/超结构：溶质和溶剂都按照点阵排列。
如右图，有各自的点阵。
取代型固溶体的形成条件：杂质的离子尺寸（15％规律）、价态、电负性；外界电场、温度；晶体结构。
用于简单判断，实际情况按照实验。
首先判断能不能固溶。
电负性相差太大会形成化合物，比如NaCl。
温度上升有利于固溶体的形成。
电场强度——弟特杰尔关系X=Z / d2，Z正离子的价数除以d离子间距的平方。
当X = 0，固溶度有最大值；当X < 0.1，能够形成良好固溶体；当X> 0.4，不能形成固溶体；当X> 0.5，出现液体的不混溶性。
固溶体类型质点尺寸差值晶体结构离子价态无限固溶体小于15％相同相同小于15％至少有一个不同有限固溶体大于15％，小于30％可以相同或不同非固溶体大于30% 可以相同或不同15％规律：杂质原子和晶体原子最大半径差值约等于10％而且电价相同、晶体结构相同则可能生成无限固溶体；否则只能生成有限固溶体。
⾦属学及热处理课后习题答案第三章第三章⼆元合⾦的相结构与结晶3-1 在正温度梯度下，为什么纯⾦属凝固时不能呈树枝状⽣长，⽽固溶体合⾦却能呈树枝状成长？答：原因：在纯⾦属的凝固过程中，在正温度梯度下，固液界⾯呈平⾯状⽣长；当温度梯度为负时，则固液界⾯呈树枝状⽣长。
固溶体合⾦在正温度梯度下凝固时，固液界⾯能呈树枝状⽣长的原因是固溶体合⾦在凝固时，由于异分结晶现象，溶质组元必然会重新分布，导致在固液界⾯前沿形成溶质的浓度梯度，造成固液界⾯前沿⼀定范围内的液相其实际温度低于平衡结晶温度，出现了⼀个由于成分差别引起的过冷区域。
所以，对于固溶体合⾦，结晶除了受固液界⾯温度梯度影响，更主要受成分过冷的影响，从⽽使固溶体合⾦在正温度梯度下也能按树枝状⽣长。
3-2 何谓合⾦平衡相图，相图能给出任⼀条件下合⾦的显微组织吗？答：合⾦平衡相图是指在平衡条件下合⾦系中合⾦的状态与温度、成分间关系的图解，⼜称为状态图或平衡图。
由上述定义可以看出相图并不能给出任⼀条件下合⾦的显微组织，相图只能反映平衡条件下相的平衡。
3-3 有两个形状、尺⼨均相同的Cu-Ni 合⾦铸件，其中⼀个铸件的W Ni =90%，另⼀个铸件的W Ni =50%，铸后⾃然冷却。
问凝固后哪⼀个铸件的偏析严重？为什么？找出消除偏析的措施。
答：W Ni =50%铸件凝固后偏析严重。
解答此题需找到Cu-Ni 合⾦的⼆元相图。
原因：固溶体合⾦结晶属于异分结晶，即所结晶出的固相化学成分与母相并不相同。
由Cu-Ni 合⾦相图可以看出W Ni =50%铸件的固相线和液相线之间的距离⼤于W Ni =90%铸件，也就是说W Ni =50%铸件溶质Ni 的k 0（溶质平衡分配系数）⾼，⽽且在相图中可以发现Cu-Ni 合⾦铸件Ni 的k 0是⼤于1，所以k 0越⼤，则代表先结晶出的固相成分与液相成分的差值越⼤，也就是偏析越严重。
消除措施：可以采⽤均匀化退⽕的⽅法，将铸件加热⾄低于固相线100-200℃的温度，进⾏长时间保温，使偏析元素充分扩散，可达到成分均匀化的⽬的。
固溶体所谓固溶体是指溶质原子溶入金属溶剂的晶格中所组成的合金相。
两组元在液态下互溶，固态也相互溶解，且形成均匀一致的物质。
形成固溶体时，含量大者为溶剂，含量少者为溶质；溶剂的晶格即为固溶体的晶格。
● 固溶体的分类按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体。
1、置换固溶体溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。
当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15％以内时，易于形成置换固溶体。
铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
2、间隙固溶体溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称间隙固溶体。
间隙固溶体的溶剂是直径较大的过渡族金属，而溶质是直径很小的碳、氢等非金属元素。
其形成条件是溶质原子与溶剂原子直径之比必须小于0.59。
如铁碳合金中，铁和碳所形成的固溶体――铁素体和奥氏体，皆为间隙固溶体。
另外，按溶质元素在固溶体中的溶解度，可分为有限固溶体和无限固溶体。
但只有置换固溶体有可能成为无限固溶体。
● 固溶体的性能当溶质元素含量很少时，固溶体性能与溶剂金属性能基本相同。
但随溶质元素含量的增多，会使金属的强度和硬度升高，这种现象称为固溶强化。
置换固溶体和间隙固溶体都会产生固溶强化现象。
适当控制溶质含量，可明显提高强度和硬度，同时仍能保证足够高的塑性和韧性，所以说固溶体一般具有较好的综合力学性能。
因此要求有综合力学性能的结构材料，几乎都以固溶体作为基本相。
这就是固溶强化成为一种重要强化方法，在工业生产中得以广泛应用的原因。
固溶处理定义:将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
目的：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工或成型。
适用：多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属。
尤其适用：1.热处理后须要再加工的零件。
2.消除成形工序间的冷作硬化。
