鋼板的液態金屬原子排列分布情況
固態金屬或合金具有各自的晶體結構,原子規則地排列在晶格結點并在結點附近小幅振動。當金屬或合金受熱升溫時,輸入的熱量使其內能增加,原子熱振動的振幅增大。當溫度達到熔點時,晶粒內處于結點上的原子逐漸被激活并在晶體內部發生跳躍。轉移出去的原子留下空位。而晶界上的原子比晶粒內的原子受到更大的影響,將會在晶粒表面間互相大量轉移,使原有晶粒的晶格結構崩潰而成為失去規律性排列的原子集團。當晶粒消失到一定程度時,金屬或合金失去固定的形狀,轉為液體狀態。這個使金屬由固態轉變為液態所需外部輸入的能量通常稱為熔化潛熱。
金屬或合金的物相變化引起一些物理性質的變化。根據這些物理性質變化情況并對相關的科學試驗數據加以分析,可以推測或判定兩種物相結構之間存在的一些差異。
對一些純金屬進行物理性質測定表明,大多數金屬熔化前后體積變化一般不超過5%,導電和導熱性能變化幅度也有限。X射線衍射測定發現,稍高于熔點的液態金屬與固態金屬相比,原子平均間距增加1.0%?1.5%。這些現象預示著接近熔化溫度的金屬液中大部分原子間距并非無限制地變化,原子之間仍存在著一定的相互作用力。X射線衍射試驗還證實液態金屬中有許多由十幾個到幾百個原子組成的原子集團。在集團范圍內,大體上保持著稍低于熔點的固態金屬晶體結構的規律性。每個原子周圍都存在著出現幾率最高的相鄰原子對,而且原子聚集比較緊密。遠離集團范圍的原子分布則呈現明顯隨機性。原子的這種分布狀態,就是液態金屬的短程有序性。
堆焊耐磨鋼板在采用堆焊方式生產時也是將合金液態化,此時的耐磨合金以原子液態排布,在迅速冷卻時,堆焊層形成高硬度耐磨層,也就是說焊絲通過堆焊熔融方式液態化,然后才成為真正的復合耐磨鋼板。