學(xué)生用材料科學(xué)基礎(chǔ)第7章-文庫(kù)吧
2025-07-20 15:51 本頁(yè)面
【正文】 3 ， 液相成分變?yōu)?L3， 同樣因擴(kuò)散不充分而達(dá)不到平衡凝固成分 ，固相的實(shí)際成分為 α α2 和 α3的平均值 。 液相的實(shí)際成分則是 L L2和 L3的平均值 。 ? 合金冷卻到 t4溫度才凝固結(jié)束 。 此時(shí)固相的平均成分變回到原合金的成分 。 ? 若把每一溫度下的固相和液相的平均成分點(diǎn)連接起來 ， 分別稱為固相平均成分線和液相平均成分線 。 通過對(duì)非平衡凝固分析得到如下結(jié)論： ? (1) 固相 、 液相的平均成分分別與固相線 、 液相線不同 ， 有一定的偏離 。 其偏離程度與冷卻速度有關(guān) 。 冷卻速度越大 ， 其偏離程度越嚴(yán)重；冷卻速度越小 ， 偏離程度越小 ， 越接近于平衡條件 。 液相線的偏離程度較固相線小 。 ? (2) 先結(jié)晶部分含有較多的高熔點(diǎn)組元 (Ni)，后結(jié)晶部分含有較多的低熔點(diǎn)組元 (Cu)。 ? (3) 非平衡結(jié)晶條件下 ， 凝固的終結(jié)溫度 低于平衡結(jié)晶時(shí)的終止溫度 。 ? 固溶體不平衡結(jié)晶時(shí) ， 由于先后從液體中結(jié)晶出來的固相成分不同 ， 并因冷速較快而不能擴(kuò)散均勻 ,結(jié)果使每個(gè)晶粒內(nèi)部的化學(xué)成分不均勻 (先結(jié)晶部分含高熔點(diǎn)組元較多 ，后結(jié)晶部分含低熔點(diǎn)組元較多 ， 在晶粒內(nèi)部存在著濃度差別 )， 這種現(xiàn)象稱為 晶內(nèi)偏析 。 ? 由于工業(yè)用合金固溶體通常以枝晶狀方式結(jié)晶 ， 枝晶軸（ 干 ） 含高熔點(diǎn)組元多 ， 而枝晶間含低熔點(diǎn)的組元多 ， 導(dǎo)致先結(jié)晶的枝干和后結(jié)晶的枝間成分不同 ， 故亦稱 枝晶偏析 （ dendritic segregation） 。 ? 晶內(nèi)偏析對(duì)合金的 力學(xué)性能 （ mechanical property） 影響較大 。 容易導(dǎo)致合金 塑性 （ plasticity） ， 韌性（ toughness） 下降；易引起 晶間腐蝕 （ corrosion） ， 降低合金的抗蝕性能 。 二、共晶相圖及合金凝固 共晶相圖的概念 ? 共晶轉(zhuǎn)變 （ the eutectic reaction） ： 在一定條件下 (溫度 、 成分 )， 由均勻液體中同時(shí)結(jié)晶出兩種不同固相的轉(zhuǎn)變 。 所得到兩固相的混合物稱為 共晶組織 （ eutectic structure） 。 ? 共晶相圖 （ the eutectic phase diagram） ：具有共晶轉(zhuǎn)變的相圖 。 ? 共晶溫度 （ the eutectic temperature） ： 發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的溫度 。 ? 共晶點(diǎn) （ the eutectic point） 或共晶成分： 發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的液相成分點(diǎn) E。 共晶相圖的概念 ? 共晶相圖的特點(diǎn) :液態(tài)下兩組元能無限互溶 ， 固態(tài)下只能 部分互溶 (形成有限固溶體或化合物 )， 甚至有時(shí) 完全不溶 ， 并具有共晶轉(zhuǎn)變 。 ? 屬于二元共晶相圖的合金有： Pb－ Sn、 Al－ Si、 Al－ Cu、Mg－ Si、 Al－ Mg等 。 ? 點(diǎn) : A ： Pb熔點(diǎn) 。 B ： Sn 熔點(diǎn)； E： 共晶點(diǎn) ? 線： AEB ： 液相線 AMENB ： 固相線 MF：固溶線 表示 Sn在 Pb中的固溶度曲線 NG：固溶線 表示 Pb在 Sn中的固溶度曲線 MEN：共晶線 （ 恒溫轉(zhuǎn)變 ） ? 相區(qū)： 單相區(qū)： L α （ Sn在 Pb中的固溶體 ） β （ Pb在 Sn中的固溶體 ） 雙相區(qū) ： L+α、 L+β、 α+β 三相平衡線： MEN共晶線 L+α+β， LE→ α M +βN ? 根據(jù)相變特點(diǎn)和組織特征將共晶系合金分為四類： ? 端際 （ 部 ） 固溶體合金 ? 亞共晶合金 （ hypoeutectic alloys） ? 共晶合金 （ eutectic alloy） ? 過共晶合金 （ hypereutectic alloys） (1) 端部固溶體合金 ? 這類合金的冷卻曲線為： ? 結(jié)晶過程： L→ （ L+α ） → α→ （ α+β Ⅱ ） 勻晶反應(yīng) 脫溶轉(zhuǎn)變 ? 室溫組織： α+β Ⅱ Pb－ Sn 共晶相圖 合金 Ⅰ 的平衡結(jié)晶過程 (2) 共晶合金 ? 該合金的冷卻曲線為：圖 513 ? 該合金發(fā)生共晶反應(yīng)： LE→ α M +β N
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