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第四章 单相及多相合金的结晶
1.何谓结晶过程中的溶质再分配?它是否仅由平衡分配系数K 所决定?当相图
0
上的液相线和固相线皆为直线时,试证明K 为一常数。
0
答:结晶过程中的溶质再分配:是指在结晶过程中溶质在液、固两相重新分布的
现象。
溶质再分配不仅由平衡分配系数K 决定 ,还受自身扩散性质的制约,液相
0
中的对流强弱等因素也将影响溶质再分配。
当相图上的液相线和固相线皆为直线时K0为一常数,证明如下:如右图所示:
液相线及固相线为直线,假设
其斜率分别为m 及m ,虽然
L S
C ∗ 、C ∗ 随温度变化有不同值,但 T
S L
K 1
∗ ∗ 0
(T CT ) / m − m
T m
K S m S = L =常数, C K
0 ∗ ∗ 0 0 *
(T CT ) / m − mS
L m L * C
T * L
C
S C /K
此时,K 与温度及浓度无关, 0 0
0
所以,当液相线和固相线为直
线时,不同温度和浓度下K 为
0
定值。
C C
0
2 .某二元合金相图如右所示。合金液成分为C =40%,置于长瓷舟中并从左端
B
开始凝固。温度梯度大到足以使固-液界面保持平面生长。假设固相无扩散,
液相均匀混合。试求:①α相与液相之间的平衡分配系数K0 ;②凝固后共晶
体的数量占试棒长度的百分之几?③凝固后的试棒中溶质B的浓度沿试棒长度
的分布曲线。
解:(1 )平衡分配系数K0 的求解:
由于液相线及固相线均为直
线不同温度和浓度下K 为
0
定值,所以:如右图,
当 T=500 ℃时,
Cα∗ 30%
K0 = ∗ = =0.5
CL 60%
K0 即为所求 α相与液相之间的
平衡分配系数. 图 4
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