HUME-ROTHERY'S RULES:-
In the course of an alloy development, it is frequently desirable to increase the strength of the alloy by adding a metal that will form a solid solution. In the choice of such alloying elements, a number of rules govern the for- mation of substitutional work of Hume-Rothery. Unfortunately, if an alloying element is chosen at random, intermediate phase instead of a solid solution.
Hume-Rothery's Rules are described below. is likely to form an objectionable.
๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐
CHEMICAL AFFINITY FACTOR
The greater the chemical affinity of two metals the more restricted is their solid solubility. When their chemical affinity is great, two metals tend to form an intermediate phase rather than a solid solution.
Chemical Affinity Factor-The greater the chemical affinity of two metals, the more restricted is their solid solubility. When their chemical affinity is great, two metals tend to form an intermediate phase rather than a solid-solution. Generally, the farther apart the elements are in the periodic table, the greater is their chemical affinity.
RELATIVE VALENCY FACTOR
If the alloying element has a different valence from that of the base metal, the number of valence electrons per atom, called the electron ratio, will be changed by alloying. Crystal structures are more sensitive to a decrease in the electron ratio than to an increase. Therefore, a metal of high valence can dissolve only a small amount of lower valance metal, while the lower valence metal may have good solu- bility for a higher valence metal.
Relative Valence (Valency) Factor - It has been found that the metal of high valence can dissolve only a small amount of a lower valence metal, while the lower valence metal may have good solubility for the higher valence metal. For example in the Al-Ni alloy system both metals have FCC structure. The relative size factor is approximately 14%. However, Ni is lower n valence than Al and thus solid nickel dissolves 5% aluminium, but the higher valence Al dissolves only 0.04% Ni.
RELATIVE SIZE FACTOR
If the size of two metallic atoms (given approxima- tely by their constants) differs by less than 15 percent, the metals are said to have a favourable size factor for solid solution formation. So far as this factor is concerned, each of the metals will be able to dissolve apprecia- bly (to the order of l0%) in the other metal. If the size factor is greater than 15°, solid solution formation tends to be severely limited and is usually only a fraction of one percent.
Relative Size Factor- If the two metals are to exhibit extensive solid solubility in each other, it is essential, that their atomic diameters shall be fairly similar, since atoms differing greatly in size cannot be accommodated readily in the same structure (as a substitutional solid solution) without producing excessive strain and corresponding instability. This is what referred as the term size factor. The extensive solid solubility is encountered only when the two different atoms differ in size by less than 15%, calleda favourable size factor (e.g. Cu-Ni, Au-Pt). If the relative size factor is between 8% and 15 % , the alloy system usually shows a minimum and if this is greater than 15 % , substitutional solid solution formation is very limited.
LATTICE-TYPE FACTOR
Only metals that have the same type of lattice (FCC for example) can form a complete series of solid solutions. Also, for com- plete solid solubility, the size factor must usually be less than 8 percent. Copper-nickel and silver-gold-platinum are examples of binary and ter- nary systems exhibiting complete solid solubility.
Crystal Structure Factor The crystal lattice structure of the two elements (metal) should be same (i.e. both should be of BCC, FCC, or HCP structure) for complete solubility, otherwise the two solutions would not merge into each other. Also for complete solid solubility the size must usually be less than 8%.
Hume-Rothery's Rules are described below. is likely to form an objectionable.
เคฆो เคงाเคคुเคं เคा เคฐाเคธाเคฏเคจिเค เคเคค्เคฎीเคฏเคคा เคिเคคเคจा เค
เคงिเค เคช्เคฐเคคिเคฌंเคงिเคค เคนै, เคเคจเคी เค ोเคธ เคुเคฒเคจเคถीเคฒเคคा เคนै। เคเคฌ เคเคจเคी เคฐाเคธाเคฏเคจिเค เคเคค्เคฎीเคฏเคคा เคฎเคนाเคจ เคนोเคคी เคนै, เคคो เคฆो เคงाเคคुเคं เคเค เค ोเคธ เคธเคฎाเคงाเคจ เคे เคฌเคाเคฏ เคเค เคฎเคง्เคฏเคตเคฐ्เคคी เคเคฐเคฃ เคฌเคจाเคคी เคนैं।
เคฏเคฆि เคฎिเคถ्เคฐ เคงाเคคु เคคเคค्เคต เคा เคเคงाเคฐ เคงाเคคु เคธे เคญिเคจ्เคจ เคญिเคจ्เคจเคคा เคนै, เคคो เคช्เคฐเคคि เคชเคฐเคฎाเคฃुเคं เคฎें เคตैเคฒेंเคธ เคเคฒेเค्เค्เคฐॉเคจों เคी เคธंเค्เคฏा, เคिเคธे เคเคฒेเค्เค्เคฐॉเคจ เค
เคจुเคชाเคค เคเคนा เคाเคคा เคนै, เคो เคฎिเคถ्เคฐเคงाเคคु เคฆ्เคตाเคฐा เคฌเคฆเคฒ เคฆिเคฏा เคाเคเคा। เคตृเคฆ्เคงि เคी เคคुเคฒเคจा เคฎें เค्เคฐिเคธ्เคเคฒ เคธंเคฐเคเคจाเคं เคเคฒेเค्เค्เคฐॉเคจ เค
เคจुเคชाเคค เคฎें เคเคฎी เคे เคช्เคฐเคคि เค
เคงिเค เคธंเคตेเคฆเคจเคถीเคฒ เคนैं। เคเคธเคฒिเค, เคเค्เค เคตैเคฒेंเคธ เคी เคเค เคงाเคคु เคेเคตเคฒ เคเคฎ เคตैเคฒेंเคธ เคงाเคคु เคो เคญंเค เคเคฐ เคธเคเคคी เคนै, เคเคฌเคि เคเคฎ เคตैเคฒेंเคธ เคงाเคคु เคฎें เคเค्เค เคตैเคฒेंเคธ เคงाเคคु เคे เคฒिเค เค
เค्เคा เคธॉเคฒ्เคฏू-เคฌाเคเค เคนो เคธเคเคคा เคนै।
เคฏเคฆि เคฆो เคงाเคค्เคตिเค เคชเคฐเคฎाเคฃुเคं เคा เคเคाเคฐ (เคเคจเคे เคธ्เคฅिเคฐांเค เคฆ्เคตाเคฐा เค
เคจुเคฎाเคจिเคค เคฐूเคช เคธे เคฆिเคฏा เคเคฏा) 15 เคช्เคฐเคคिเคถเคค เคธे เคเคฎ เคนोเคคा เคนै, เคคो เคงाเคคु เคो เค ोเคธ เคोเคฒ เคฌเคจाเคจे เคे เคฒिเค เค
เคจुเคूเคฒ เคเคाเคฐ เคाเคฐเค เคเคนा เคाเคคा เคนै। เคเคนाँ เคคเค เคเคธ เคाเคฐเค เคा เคธंเคฌंเคง เคนै, เคช्เคฐเคค्เคฏेเค เคงाเคคु เคฆूเคธเคฐे เคงाเคคु เคฎें apprecia- bly (l0% เคे เค्เคฐเคฎ เคฎें) เคो เคญंเค เคเคฐเคจे เคฎें เคธเค्เคทเคฎ เคนोเคी। เคฏเคฆि เคเคाเคฐ เคा เคाเคฐเค 15 ° เคธे เค
เคงिเค เคนै, เคคो เค ोเคธ เคธเคฎाเคงाเคจ เคเค เคจ เคंเคญीเคฐ เคฐूเคช เคธे เคธीเคฎिเคค เคนो เคाเคคा เคนै เคเคฐ เคเคฎเคคौเคฐ เคชเคฐ เคेเคตเคฒ เคเค เคช्เคฐเคคिเคถเคค เคा เคเค เค
ंเคถ เคนोเคคा เคนै।
เคेเคตเคฒ เคงाเคคुเคँ เคिเคจเคฎें เคเค เคนी เคช्เคฐเคाเคฐ เคी เคाเคฒी เคนोเคคी เคนै (เคเคฆाเคนเคฐเคฃ เคे เคฒिเค FCC) เค ोเคธ เคธเคฎाเคงाเคจों เคी เคเค เคชूเคฐी เคถ्เคฐृंเคเคฒा เคฌเคจा เคธเคเคคी เคนै। เคเคธเคे เค
เคฒाเคตा, เคॉเคฎ-เคชिเคฒ เคธॉเคฒिเคก เคธॉเคฒ्เคฏुเคฌिเคฒिเคी เคे เคฒिเค, เคธाเคเค เคซैเค्เคเคฐ เคเคฎเคคौเคฐ เคชเคฐ 8 เคช्เคฐเคคिเคถเคค เคธे เคเคฎ เคนोเคจा เคाเคนिเค। เคॉเคชเคฐ-เคจिเคेเคฒ เคเคฐ เคธिเคฒ्เคตเคฐ-เคोเคฒ्เคก-เคช्เคฒैเคिเคจเคฎ เคฌाเคเคจเคฐी เคเคฐ เคेเคฐ-เคจैเคฐी เคธिเคธ्เคเคฎ เคे เคเคฆाเคนเคฐเคฃ เคนैं เคो เคชूเคฐ्เคฃ เค ोเคธ เคुเคฒเคจเคถीเคฒเคคा เคช्เคฐเคฆเคฐ्เคถिเคค เคเคฐเคคे เคนैं।