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第8章 相平衡与相图 |
8.3 二元系相图(4) 2)共晶合金的平衡凝固 ![]() 下面讨论各种典型成分合金的平衡凝固及其显微组织。 (1)成分在C点以左的合金(合金I) 由图8-9可以看出,合金Ⅰ缓慢冷却到1点时,开始从液相结晶出以A为基体的α固溶体。随着温度的降低,α固溶体的数量不断增多而液相L的数量不断减少,液相L的成分沿着液相线TAE变化,而α固溶体的成分沿着固相线TAC变化。当冷却到2点时,结晶完毕,合金全部凝固成单相α固溶体,其成分与原液态合金的成分相同。这一过程与匀晶系统合金的平衡凝固过程完全相同。 ![]() 从一种固溶体中析出另一种固溶体的过程称为脱溶。也即过饱和固溶体的分解,又称二次结晶。二次结晶析出的相又称为次生相或二次相,次生的β固溶体以βⅡ表示,以区别于从液相直接结晶出来的β固溶体。βⅡ优先沿着α相晶界析出,其次是从晶粒内的缺陷部位析出。由于固态下原子扩散能力有限,所以析出的次生相不易长大,一般都比较细小。合金Ⅰ冷却到室温后形成以α相为基体的α+βⅡ两相组织。其冷却曲线及结晶过程如图8-10所示,成分位于CF之间的所有合金平衡结晶过程均与上述合金相似,其显微组织也是由α+βⅡ两相所组成,只是两个相的相对含量不同。合金成分越靠近F点,βⅡ的数量也越少。含B量小于F的合金,将无βⅡ析出。 室温下,合金Ⅰ的α相和βⅡ的含量可用杠杆定律求出,即 (8-6) (2)共晶合金(合金Ⅱ) 合金Ⅱ是共晶合金。该合金自液态缓慢冷至tE温度时,液相LE同时为A和B元素所饱和,所以从液相中同时结晶出α和β两种固溶体,即发生共晶反应: (8-7) 这个转变一直在共晶温度下进行,直到液相LE全部凝固完毕为止。在共晶温度得到的是由 和 两个相组成的混合物,亦即共晶组织。它们的相对含量可由杠杆定律求得,即 (8-8) 继续冷却时,共晶组织中的α和β相的固溶度都将随着温度的降低而减少,α相的成分沿CF变化,β相的成分沿DG线变化,各自分别析出次生相βⅡ和αⅡ。共晶组织中的次生相往往与共晶组织中的同类相混在一起,在显微镜下难以分辨,一般不作具体区分。图8-11是共晶合金的冷却曲线及结晶过程的示意图。 ![]() |
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