3.6多相合金结晶-包晶和偏晶讲解.pptVIP

平衡包晶结晶过程 铝黄铜ZCuZn24Al5Fe2Mn2的凝固过程p99案例3.38 实验条件： 材料：69~69.55%Cu，5~5.5%Al，2.1~2.64%Mn， 2~2.8%Fe，Zn余量，平均Zn当量44.6%。 方法：热分析法、液淬法 所有试样加热至1210°C，随炉降温到指定温度，压力下（气枪法 ）喷入冰盐水中激冷。 Al-In偏晶合金的单向凝固组织p102案例3.41 实验方法： 定向凝固、液淬（熔炼过程Ar气保护） Al-Pb偏晶合金微观结构p103案例3.42 实验方法：在离心力作用下液滴甩入水中冷却，制备颗粒试样，研究冷却速度的影响。 大连理工大学材料学院本科生课程 材料成形原理 ——液态成形原理 主讲教师：姚曼 教授 大连理工大学 材料科学与工程学院 3 凝固的结晶学基础 Fundamentals of Crystalization 3 Fundamentals of Crystalization 3.1 经典形核理论 3.2 固-液界面结构 3.3 晶体生长 3.4 凝固过程溶质的分配 3.5 固-液界面的稳定性 3.5 多相合金的结晶 3.6 多相合金的结晶 共晶 Eutectic L??+? 包晶 Peritectic L + ??? 偏晶 Monotectic L1??+ L2 3.6.2 包晶结晶 Peritectic Solidification 包晶凝固: L+β→α 存在二元包晶反应的合金：如: Fe-C，Fe-Ni，Fe-Cr-Ni； Ni-Al，Cu-Fe，Ti-Al轻工程材料； Nd-Fe-B ，Re永磁材料； Tb-Dy-Fe Re 超磁致伸缩材料; Re-Ba-Cu-O高温超导材料. 非平衡结晶过程 平衡难以实现：是扩散控 制相变，动力是?相两界面 的浓度梯度（Cb-Cc）/δ， 生长速度随δ增大越来越慢； ? 上形成?相后， ? 向?内生长是有限的， ?将从L直接结晶。 ?初晶残枝在凝固完成后还存在。 ZH67-5-2-2, Feγ, SEMT q=1200o C 热分析法确定凝固温度范围为939~966°C ZH67-5-2-2, Fe γ,能谱,点扫描 ZH67-5-2-2, R=12.5oC/min, X425, Tq=1040-1050oC, Fe γ = 3-27μm, 发生包晶反应 Fe γ +L→ β  R=21-24oC/min, Tq=939-966oC, Fe=11-84μm, 640X R=21-24oC/min, Tq=939-966oC, Fe=11-84μm, 640X 发生包晶反应 Fe γ +L→ β  ZH67-5-2-2 残留富铁相Tq=840-850oC β →α+ β 粒化现象 许多包晶合金系中，?和?相之间存在良好的界面共格对应关系。在一个?枝晶上可能长出几个?相晶核，各晶核在生长过程位向偏移和界面溶质富集，最终好象?把原?枝晶分成几个部分，这种现象称为粒化。 3.6.3 偏晶结晶 Monotectic Solidification L1→ α+ L2 液相L1在一定的温度分解为固相α和另一种液相L2 偏晶点、偏晶反应温度水平线 在二元相图中的特点是存在一个两液相不混溶区（miscibility gap），区内两种不同成分液相平衡共存，被称为难混溶（immiscible）合金。 偏晶点：17.5wt.%In 偏晶温度：639oC R=25μm/s R=2.5μm/s R=2.5μm/s R=25μm/s R=2.5μm/s L1：17.5wt.%In α: Al相（白色） L2：In相（黑色） 偏晶点：1.52wt.%Pb 偏晶温度：932oC 重力偏析问题 颗粒直径d=1.1mm的试样的冷却速度比4.1mm的大10倍以上。随冷却速度加大，组织细化，没有明显的Pb重力偏析。 L1：1.52wt.%Pb(富Al相) α: Al相（白色） L2：富Pb相（黑色） End of Chapter 3