01 原子的热扩散

上图示意了当原子B与原子A接触加热时，原子在接触区的扩散情况。有两种类型的固溶体：一种是侵入型固溶体，即原子B强行进入原子A的空间；另一种是置换型固溶体，即原子之间相互置换。

为了形成侵入性固溶体，原子B的大小必须足够小于原子A的大小。在这种情况下，非金属元素如碳（C）和氮（N）作为原子B适用。在许多情况下，两个原子都是金属元素，在那些形成替代性固溶体的原子中具有相同的尺寸。

根据A和B的组合，浓度比可以是可能的固溶极限(固溶极限)，就会形成化合物。在许多情况下，这种化合物是在金属元素之间形成的，形成的化合物被称为金属间化合物。注意，当A为金属原子，B为非金属原子时，也属于金属间化合物。

02 应用于钢铁材料的表面热处理

钢铁材料的表面热处理可分为表面淬火和热扩散处理，两者都涉及原子的扩散，如下图所示。

针对的是钢铁材料表面热处理可分为表面淬火和热扩散处理，两者都涉及原子扩散，如上图所示。

表面硬化是通过加热和淬火进行表面硬化，只在表面有必要的地方进行。且化学成分没有变化。凡是。热扩散处理是通过加热整个处理过程，铁（Fe）以外的外来原子从表面渗透并向内部扩散。处理后表面的化学成分发生了变化。

表面热处理的主要目的是耐磨和耐腐蚀，其中大部分属于表面硬化处理。如上图所示，通过表面热处理获得的硬度，表面淬火和渗碳获得的表面硬度在1000HV以下，而氮化处理可以达到1000HV以上，具体取决于钢种。此外，碳化物涂层，其中扩散了钒和钛等碳化物形成元素，根据碳化物的类型，可以达到3000HV或更高的硬度，有助于提高模具的耐久性。