相圖與槓桿法則

碳的最大固溶限在γ鐵(約2.14 wt%)中遠大於α鐵(約0.022 wt%),其主要原因為下列何者?

  1. Aγ鐵的堆積因子比BCC的α鐵低,原子間空隙的總體積大
  2. B在γ鐵中,碳不是以間隙型,而是取代鐵原子而固溶
  3. CFCC的γ鐵八面體位置的空隙,比BCC的α鐵任何空隙都大
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正確答案:C. FCC的γ鐵八面體位置的空隙,比BCC的α鐵任何空隙都大

碳是進入鐵晶格間隙位置的間隙型元素。能放入FCC的γ鐵八面體位置的球,其半徑約為鐵原子半徑的0.41倍;相對地,BCC的α鐵即使是最大的四面體位置也只有約0.29倍,八面體位置只有約0.15倍。因此γ鐵能以較小的畸變容納碳。FCC的堆積因子約為0.74而較高,空隙的總體積反而是堆積因子較低的BCC(堆積因子 約0.68)較大,所以用堆積因子當理由是相反的。關鍵在於BCC的空隙被分成許多小孔。碳不是以置換型,而是以間隙型固溶。

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