【2024暢研材科基帶背】第23期 二元相圖及合金的凝固二 材料科學(xué)基礎(chǔ) ...


1.勻晶相圖的平衡凝固過程



2.固溶體的平衡凝固
(1)平衡凝固:指凝固過程中每個(gè)階段都能達(dá)到平衡,即凝固過程中有足夠的時(shí)間進(jìn)行組元間的擴(kuò)散,以達(dá)到平衡相的成分
2)成分起伏:液態(tài)合金中某些微小區(qū)域的成分此起彼伏的偏離平均成分
(3)平衡凝固過程包括3個(gè)過程:液相的擴(kuò)散;固相的連續(xù)長(zhǎng)大;固相的擴(kuò)散

3.固溶體的非平衡凝固
(1)非平衡凝固:合金澆筑后的冷卻速度較快,沒有足夠的時(shí)間讓他充分的擴(kuò)散,使得凝固過程偏離平衡條件
(2)非平衡凝固的特點(diǎn)
液、固兩相成分偏離液相線和固相線
冷卻速度越快,偏離的越多
先結(jié)晶部分富高熔點(diǎn)組元,后結(jié)晶部分富低熔點(diǎn)組元
非平衡凝固的終結(jié)溫度低于平衡凝固的終結(jié)溫度

對(duì)比平衡凝固進(jìn)行分析
(3)枝晶偏析及其原因
固溶體通常以樹枝狀生長(zhǎng)方式結(jié)晶,實(shí)際凝固過程中,冷卻速度較快,不能充分?jǐn)U散,先結(jié)晶的枝晶軸富含高熔點(diǎn)組元,后結(jié)晶的枝晶富含低熔點(diǎn)組元。

4.固溶體凝固與純金屬凝固的異同點(diǎn)
(1)相同點(diǎn)
都需要過冷
形核條件都需要結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏
形核都有均勻形核和非均勻形核
長(zhǎng)大方式都有垂直長(zhǎng)大(連續(xù)長(zhǎng)大)
在負(fù)溫度梯度下都呈樹枝狀的形態(tài)
不同點(diǎn)
純金屬凝固是恒溫結(jié)晶,而固溶體凝固有一個(gè)溫度范圍
固溶體凝固還需要成分起伏,純金屬不需要
純金屬凝固在正溫度梯度下是平面狀生長(zhǎng);但是固溶體凝固有成分過冷,在正溫度梯度下也可能呈現(xiàn)胞狀和樹枝狀生長(zhǎng)

5.共晶轉(zhuǎn)變與共晶相圖
共晶轉(zhuǎn)變:一個(gè)成分固定的液相在恒定溫度下同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)固相

共晶合金的特點(diǎn)
共晶相圖分析

