材料成形基本原理-CH04资料.pptVIP

第四章 单相及多相合金的结晶 * 不等轴自由树枝晶（两维）生长过程的数值模拟。 纯镍等轴树枝晶长大过程的数值模拟 第四章 单相及多相合金的结晶 * 图11-3单向凝固时铸棒内溶质的分布 第四章 单相及多相合金的结晶 * a）变质前, b) 0.1%Sr变质后, c) 0.1%Sr变质后 x1000 x2000, x6000 图4-42 Al-Si 共晶合金 Sr 变质前后的共晶 Si 形态 第四章 单相及多相合金的结晶 * 搭桥式生核方式 彼此依附、交替生长的方式 第四章 单相及多相合金的结晶 * 第四章 单相及多相合金的结晶 * 图4-24 Al-Al3Ni棒状共晶 （上——纵截面，下——横截面） 图4-23 Pb-Sn层片状共晶 第四章 单相及多相合金的结晶 * 粗糙-光滑界面（非小晶面-小晶面）共晶 金属-非金属共晶属于第Ⅱ类共晶体，长大过程往往仍是相互偶合的“共生”长大，但由于小晶面相（非金属相）晶体长大具有强烈的方向性，且对凝固条件（如杂质元素或变质元素）十分敏感，容易发生弯曲和分枝，所得到的组织较为无规则，属于“不规则共晶”。 第四章 单相及多相合金的结晶 * Al-Si共晶合金组织长大过程的数值模拟 第四章 单相及多相合金的结晶 * 光滑-光滑界面（小晶面-小晶面）共晶 非金属-非金属属于第Ⅲ类共晶体，长大过程不再是偶合的。所得到的组织为两相的不规则混合物，也属于“不规则共晶”。 图4-26 两相非偶合生长形成不规则共晶 规则共晶体 a) 琥珀睛-茨醇共晶 , b) 偶氮苯-苯偶酰共晶, c) 四溴化碳-六氯乙烷 第四章 单相及多相合金的结晶 * 根据平衡相图，共晶反应只发生在一个固定的成分，任何偏离这一成分的合金凝固后都不能获得100％的共晶组织。如Pb-Sn合金在平衡凝固时，只有Pb-61.9Sn的共晶合金才能获得100％共晶组织。 （二） 非平衡状态下的共晶共生区 非平衡凝固过程，由于共晶生长动力学因素的影响，共晶组织有以下三种情况： 1) 共晶成分的合金，在冷速较快时， 不一定能得到100％的共晶组织，而是得到亚共晶或过共晶； 2）有些非共晶成分的合金在冷速较快时可以在TE以下温度得到100％的共晶组织，该区域称之为共生区（图中阴影区） ； 3）有些非共晶成分的合金，在一定冷速下，既不出现100％的共晶组织，也不出现初晶+共晶的情况，而是出现“离异共晶”。 第四章 单相及多相合金的结晶 * 1、“对称型共生区” 2、“非对称型共生区” 3、共生区的概念的意义 第四章 单相及多相合金的结晶 * 1、“对称型共生区” 两个组元熔点相近、两条液相线基本对称、两相长大速度基本相同的非小晶面-非小晶面合金，容易形成对称型共生区。 第四章 单相及多相合金的结晶 * 2、“非对称型共生区” 当两个组元熔点相差较大，两条液相线不对称时，共晶点往往偏向于低熔点组元一侧，而共生区则由共晶点向高熔点组元一侧倾斜。 原因：由于浓度起伏和扩散的原因，共晶成分附近的低熔点相在非平衡结晶条件下较高熔点相更易于析出，其生长速度也更快。因此结晶时往往容易出现低熔点组元一侧的初生相。为了满足共生生长所需的基本条件，就需要合金液在含有更多高熔点组元成分的条件下进行共晶转变。 第四章 单相及多相合金的结晶 * 3、共生区的概念的意义 把平衡相图概念和不平衡共晶结晶动力学过程联系了起来； 可以满意地解释非平衡结晶现象：如非共晶成分的合金可以结晶成100％的共晶组织，而共晶成分的合金结晶时反而得不到100％共晶组织； 有助于对共生生长和离异生长这两种不同共晶方式作进一步分析和探讨。 共生区的概念与平衡图并不矛盾，在无限缓慢的冷却条件下，共生区退缩到共晶点E，合金液即按平衡相图所示的规律进行结晶。 第四章 单相及多相合金的结晶 * （三） 离异生长及离异共晶 1、离异生长与离异共晶的概念 2. 晶间偏析型离异共晶的形成 3、“晕圈”离异共晶形成 第四章 单相及多相合金的结晶 * 1、离异生长与离异共晶的概念 在共晶转变中也存在着合金液不能进入共生区的情况：共晶两相没有共同的生长界面，它们各自以不同的速度独立生长，即两相的析出在时间上和空间上都是彼此分离的，因而形成的组织没有共生共晶的特征。这种非共生生长的共晶结晶方式称为