合金由多種化學(xué)元素組成,合金中的各金屬之間會(huì)形成金屬間化合物,金屬間化合物結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,金屬鍵不容易斷裂,使得硬度增加。所以合金的硬度比純金屬的硬度大。
單一的金屬是一種組元,合金是多種組元。一種金屬材料的硬度取決于它原子間的化學(xué)鍵的強(qiáng)度,化學(xué)鍵強(qiáng)度越大,原子結(jié)合越緊密,抵抗形變的能力就越大,硬度也越大。
金屬鍵一般越短結(jié)合力越大,還有結(jié)構(gòu),比如面心立方結(jié)構(gòu)的金屬比體心立方密排度更高,結(jié)合更緊密,硬度也更大。同時(shí)合金原子不一樣大,原子間晶格產(chǎn)生畸變,有了畸變晶格勢壘就更大,原子擴(kuò)散更困難,形變不容易。
例如鋼,鋼由C、N、ni、Cr等元素溶解在鐵中而形成,這些元素在鐵溶解對鐵基體中形成固溶體,對基體產(chǎn)生強(qiáng)化作用,即固溶強(qiáng)化,其得強(qiáng)度與硬度都比構(gòu)成基體的任意一種金屬高。