收藏本站站内搜索

中国材料显微镜网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

金相显微组织分析-第一节 二元合金平衡(非平衡)显微组织分析(二)

2011-11-7 09:48| 发布者: fansiyuan| 查看: 6082| 评论: 0|来自: 中国材料显微镜网

摘要: 端部固溶体合金位于相图两端,如Pb-Sn相图中含锡的质量分数小于19%的合金,如图3一5所示; Pb一Sb相图中含锑的质量分数小于3.5%的合金,见图3一6所示。这类合金慢冷凝固终了得到单相固溶体(α),继续冷却到固溶 ...
金相显微镜

(一)端部固溶体合金

端部固溶体合金位于相图两端,如Pb-Sn相图中含锡的质量分数小于19%的合金,如图35所示; PbSb相图中含锑的质量分数小于35%的合金,见图36所示。这类合金慢冷凝固终了得到单相固溶体(α),继续冷却到固溶度曲线以下,将析出二次相(β),β是以锡为基体的固溶体。一般合金中的二次相常呈粒状或小条状分布在α固溶体的晶界和晶内。图37为含锡10%的PbSn合金的显微组织,其中暗色的基体为铅基固溶体α,亮色颗粒为二次相β。         

3-7 Pb10Sn合金的显微组织    

      端部固溶体成分靠近相图中最大饱和溶解度的合金,快冷后会出现少量共晶体。这是由于快冷至共晶温度时还有少量剩余液体,随之结晶而成共晶体。快冷引起共晶系相图的变化如图38中Ⅱ线所示。这种共晶体,是伪共晶。伪共晶体有两种形态:当共晶体量稍多时,可具有与平衡态共晶体相同的组织形貌,当伪共晶体量很少时,其中与初生晶体相同的相,常与初生晶体连成一片,不能分辨;而共晶体中的另一相则留在枝晶间,这种形式的共晶组织是离异共晶。如Al4Cu合金的平衡组织 ,由于共晶体量极少,故呈离异共晶形态出现,枝晶间只有θ相,如图39所示。        


(二)共晶合金
      位于二元相图中共晶点成分的合金平衡结晶时发生共晶反应,得到共晶体组织。共晶体是由两种一定成分的固相(α、β)组成,两相的本质和成分可由相图上得知。如Pb一Sn合金的共晶体中两个相的本质分别为以铅和锡为基的固溶体α和β,在共晶温度时,α和β相中锡的质量分数分别为19%和97.5%(见图3-5)。而在Pb一Sb合金中,由于铅在锑中的固溶度很小,β相的成分接近纯锑,故其共晶体由α和锑组成。这两个合金系的共晶体组织见图3一10和图3一11所示。
      共晶体的形态随其组成相的本质、冷却速度及相对量的不同可表现出层片状、树枝状、针状,棒状(条或纤维状)、球状、螺旋状等多种特征,如图3—12。现就金属材料而言,分别讨论于下:
1.金属—金属型共晶(非光滑—非光滑界面)
      金属一金属型共晶组织凝固时,两相的液一固界面均为微观粗糙型,凝固后常形成规则共晶体。属于这类共晶的有:金属与金属的共晶体;金属与部分金属间化合物的共晶体。这类共晶体合金的显微组织大多数呈现出层片状或棒状的特征。
2.金属—非金属型共晶(非光滑—光滑界面)
      金属一非金属型共晶组织凝固时,金属相的液一固界面多为微观粗糙型,生长速度较快,而非金属相的液一固界面多为微观光滑型,生长速度较慢,金属相的超前生长迫使后生长的非金属相产生分枝,因而形成各种复杂的形态。属于这类共晶的有:金属与非金属或亚金属以及金属与部分金属间化合物组成的共晶体。这类共晶体合金形成的共晶体的显微组织呈现出树枝状、针状及骨骼状等复杂的形态特征,如Al—Si、Fe—C(G)、Pb—Sb等合金共晶均属于此类。


     在非平衡结晶时,一定条件下(快速冷却或加入微量第三组元),共晶反应会得到伪共晶组织。例如,在Al—Si系中,共晶成份的铝硅合金在快速冷却条件下,如图3—13所示。由于伪共晶区偏向硅的一侧,共晶成份的过冷液体表象点a不会落在伪共晶区内,只有先结晶出α相而使液相成份右移至b点后才能发生共晶转变。因此共晶成份的合金得到亚共晶组织。其组织组成为初生α相加细小的共晶体,如图3—14所示。



(三)亚共晶和过共晶合金
     成分位于共晶线上共晶点左侧和右侧的合金分别称为亚共晶和过共晶合金,这些合金在冷却时先结晶出初生晶体,当冷到共晶温度时,剩余液相的成分变到共晶点;即发生共晶反应形成共晶体:故其凝固后的组织为初生晶体加共晶体。合金成分距共晶点愈近时,组织中的初生晶体数量就愈少。凝固后继续冷却到室温的过程中,若有固溶度变化,则还将析出二次相。如图3-15为Pb-Sn系中的亚共晶合金,其组织为初生的铅基固溶体(α)加共晶体(α十β),图3一16为Pb一Sb系中的过共晶合金,其组织为初生晶体(Sb)加共晶体(α十Sb)。


    初生晶体的形态与其本质和数量有关。纯金属及其固溶体的初晶组织形态一般呈树枝状,在不同截面上可呈完整树枝、部分树枝和卵形排列。对一些金属性较差、晶体结构较复杂的元素(如Sb、Si、Bi)或化合物的初生晶体,数量较少时,常具有规则的外形,在不同截面上可呈现出正方、矩形、菱形、三角形等形状,如果这些相的量较多时,也可具有树枝状的形态,但其枝杆边缘仍是规则的,形成规则的几何外形的原因是由于这类初生晶体的表面张力小,生长速度慢造成的。
     在非平衡结晶时,初生晶体数量减少,共晶体的实际成份偏离原共晶点,形成伪共晶体。成份靠近共晶点的合金,快冷时甚至来不及析出初生晶体,即可发生共晶反应,得到全部伪共晶组织,如图3—8 I线所示。若伪共晶区偏向相图右方,如Al—Si相图(见图3-13),此时只有过共晶成份合金,才可能得到全部共晶组织。



1

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

刚表态过的朋友 (1 人)

金相显微镜应用

QQ|手机版|Archiver|关于我们|联系我们|金相分析|失效分析|金属热处理|电镜应用分析专区|图像专区|扫描电镜|煤岩分析|显微镜论坛 ( 沪ICP备14039433号  

GMT+8, 2018-1-18 13:58 , Processed in 0.078291 second(s), 18 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X2.5

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部