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金属与合金的晶体结构与结晶-第四节 合金的结晶

2011-11-2 15:15| 发布者: fansiyuan| 查看: 2685| 评论: 0|来自: 中国材料显微镜网

摘要: 一、合金相图的概念 合金相图是表明在平衡条件下,合金的组成相和温度、成分之间关系的简明图解。它是进行金相分析、制定铸造、锻压、焊接、热处理等热加工工艺的重要依据。二、二元合金相图的建立 相图大多数是通过 ...
一、合金相图的概念
     合金相图是表明在平衡条件下,合金的组成相和温度、成分之间关系的简明图解。它是进行金相分析、制定铸造、锻压、焊接、热处理等热加工工艺的重要依据。
二、二元合金相图的建立
     相图大多数是通过实验方法建立起来的,目前测绘相图的方法很多,但最常用的是热分析法。
三、二元合金相图的分析
     两组元在液态和固态下均能无限互溶所构成的相图称为二元匀晶相图。属于该类相图的合金有Cu-Ni、Fe-Cr、Au-Ag等。下面以Cu-Ni合金为例,对二元合金结晶过程进行分析。
1、相图分析  图2-10为Cu-Ni合金相图,图中A点、B点分别是纯铜和纯镍的熔点,AaB线是合金开始结晶的温度线,称为液相线;AbB线是合金结晶终了的温度线,称为固相线。
液相线以上为单一液相区,以“L”表示;固相线以下是单一固相区,以“α”表示固溶体;液相线与固相线之间为液相和固相两相共存区,以“L+α”表示。


2、合金的结晶过程  以 的合金为例说明合金的结晶过程。由图可见,当合金以极缓慢速度冷至t1时,开始从液相中析出α,随着温度不断降低,α相不断增多,而剩余的液相L不断减少,并且液相和固相的成分通过原子扩散分别沿着液相线和固相线变化。当结晶终了时,获得与原合金成分相同的α相固溶体。
3、枝晶偏析  合金在结晶过程中,只有在极其缓慢冷却条件下原子具有充分扩散的能力,固相的成分才能沿固相线均匀变化。但在实际生产条件下,冷却速度较快,原子扩散来不及充分进行,导致先后结晶出的固相成分存在差异,这种晶粒内部化学成分不均匀现象称为晶内偏析(又称枝晶偏析)。
     偏析的存在,严重降低了合金的力学性能和加工工艺性能,生产中常采取扩散退火工艺来消除它。



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