材料科学基础第七章优秀PPT.ppt

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1、材料科学基础第七章你现在浏览的是第一页，共60页 纯金属在人类生活和生产中获得了一定程度的纯金属在人类生活和生产中获得了一定程度的应用，但它们的性能远不能满足多方面的需求。应用，但它们的性能远不能满足多方面的需求。在工业中更广泛地被应用的是合金。为了正确在工业中更广泛地被应用的是合金。为了正确地对各种合金进行熔铸、锻压和热处理，必须了解地对各种合金进行熔铸、锻压和热处理，必须了解它们的熔点和发生固态转变的温度，并研究它们的它们的熔点和发生固态转变的温度，并研究它们的凝固进程和凝固后的组织。凝固进程和凝固后的组织。合金相图是一种能够反映给定合金系中合金相图是一种能够反映给定合金系中合金成分合金成

2、分、温度温度与其与其组织状态组织状态之间关系的图形，是制订合金熔之间关系的图形，是制订合金熔铸、锻压及热处理工艺规范的重要依据，也是分析铸、锻压及热处理工艺规范的重要依据，也是分析合金组织的重要参考资料。合金组织的重要参考资料。由于相图是在平衡条件下测定的，所以也叫平由于相图是在平衡条件下测定的，所以也叫平衡状态图。衡状态图。你现在浏览的是第二页，共60页7.1 7.1 二元相图表示和测定方法二元相图表示和测定方法 如果同时考虑成分、压力及温度的影响，二元相图是一个如果同时考虑成分、压力及温度的影响，二元相图是一个复杂的三维立体图形。复杂的三维立体图形。为了简化，通常情况下压力的影响不予考虑。

3、这样，二元相为了简化，通常情况下压力的影响不予考虑。这样，二元相图就变为一个平面图形。图就变为一个平面图形。二元相图二元相图-它表示由两个组元组成的合金系统中它表示由两个组元组成的合金系统中合金合金平衡状态平衡状态、温度温度和和成分成分之间的关系，它以纵轴表示温度，之间的关系，它以纵轴表示温度，横轴表示合金成分。横轴表示合金成分。如果合金由如果合金由A A和和B B两个组元组成，横轴的一端表示纯组两个组元组成，横轴的一端表示纯组元元A A，另一端表示纯组元，另一端表示纯组元B B，则任何一个合金的成分都可以，则任何一个合金的成分都可以在横轴上找到相应的一点。在横轴上找到相应的一点。你现在浏览的

4、是第三页，共60页二者之间的换算关系如下：二者之间的换算关系如下：A组元的重量分数为组元的重量分数为wA，摩尔分数为，摩尔分数为xA，相对原，相对原子量为子量为m；B组元的重量分数为组元的重量分数为wB，摩尔分数为，摩尔分数为xB，相对原子量为相对原子量为n，则：，则：合金成分有两种表示方法：合金成分有两种表示方法：一种是采用质量分数，一种是采用质量分数，另一种是采用摩尔分数。另一种是采用摩尔分数。二元相图的基本知识二元相图的基本知识 你现在浏览的是第四页，共60页 在由温度轴和成分轴构成的坐标平面中的任在由温度轴和成分轴构成的坐标平面中的任意一点都叫做意一点都叫做“表象点表象点”。二元合金相

5、图可以看成是由许多表象点构二元合金相图可以看成是由许多表象点构成的。一个表象点的坐标值就反映了一个给定成的。一个表象点的坐标值就反映了一个给定合金的合金的成分成分和和温度温度。在相图中，根据表象点所在相图中，根据表象点所在的区域，便可以确定这个合金在这个温度下在的区域，便可以确定这个合金在这个温度下含有哪些相。含有哪些相。相图仅在热力学平衡条件下成立，不能确定结相图仅在热力学平衡条件下成立，不能确定结构、分布状态和具体形貌。构、分布状态和具体形貌。二元相图的基本知识二元相图的基本知识 你现在浏览的是第五页，共60页v确定新材料的成分确定新材料的成分v制定生产热处理工艺制定生产热处理工艺v推断不

6、平衡状态下可能的组织变化推断不平衡状态下可能的组织变化v预测材料的性能预测材料的性能v对生产过程中的故障进行分析对生产过程中的故障进行分析研究相图的意义研究相图的意义：你现在浏览的是第六页，共60页1 1、二元相图的测定方法、二元相图的测定方法 二二元元相相图图的的测测定定是是根根据据各各种种成成分分材材料料的的临临界界点点(criticalpoint)绘制。绘制。临临界界点点:表表示示物物质质结结构构状状态态发发生生本本质质变变化化的的相相变点。变点。测定材料临界点有两种方法类型：测定材料临界点有两种方法类型：(1)动态垂直截线法动态垂直截线法：热分析法、膨胀法、电阻法。热分析法、膨胀法、电

7、阻法。(2)静态水平截线法静态水平截线法：金相法、金相法、X-ray衍射分析法。衍射分析法。这些方法主要是利用合金在相结构变化时，这些方法主要是利用合金在相结构变化时，引起物理性能、力学性能及金相组织变化的特点引起物理性能、力学性能及金相组织变化的特点来测定。来测定。你现在浏览的是第七页，共60页热分析装置示意图热分析装置示意图 二元相图的热分析测定方法二元相图的热分析测定方法 你现在浏览的是第八页，共60页合金的冷却曲线合金的冷却曲线a、冷却过程中无相变发生、冷却过程中无相变发生；b、纯金属结晶或二元合金中发生某些三、纯金属结晶或二元合金中发生某些三相平衡转变时的冷却曲线；相平衡转变时的冷却

8、曲线；c、放出的潜热不足以抵消散热时；、放出的潜热不足以抵消散热时；d、综合情况（综合情况（c、d、合金在冷却过程中发生转变、合金在冷却过程中发生转变）你现在浏览的是第九页，共60页热分析法测绘热分析法测绘CuNi相图相图动态垂直截线法动态垂直截线法你现在浏览的是第十页，共60页CuNi相图测定相图测定1.按按质质量量分分数数先先配配制制一一系系列列具具有有代代表表性性成成分分不不同同的的CuNi合金。合金。2.测出上述所配合金及纯测出上述所配合金及纯Cu、纯、纯Ni的冷却曲线。的冷却曲线。3.求求出出各各冷冷却却曲曲线线上上的的临临界界点点。纯纯Cu、纯纯Ni的的冷冷却却曲曲线线上上有有一一

9、平平台台，表表示示其其在在恒恒温温下下凝凝固固。合合金金的的冷冷却却曲曲线线上上没没有有平平台台，而而为为二二次次转转折折，温温度度较较高高的的折折点点表表示示凝凝固固的的开开始始温温度度，而温度低的转折点对应凝固的终结温度。而温度低的转折点对应凝固的终结温度。4.将将各各临临界界点点分分别别投投到到对对应应的的合合金金成成分分、温温度度坐坐标标中中，每每个临界点在二元相图中对应一个点。个临界点在二元相图中对应一个点。5.连接各相同意义的临界点连接各相同意义的临界点(开始点或终了点开始点或终了点)就得到了就得到了CuNi合金的二元相图。合金的二元相图。你现在浏览的是第十一页，共60页热分析法测

10、绘热分析法测绘CuNi相图相图你现在浏览的是第十二页，共60页热分析法建立共晶相图热分析法建立共晶相图你现在浏览的是第十三页，共60页热膨胀法测定相图示意图热膨胀法测定相图示意图你现在浏览的是第十四页，共60页电阻法测相图电阻法测相图 你现在浏览的是第十五页，共60页静态水平截线法静态水平截线法取一系列不同成分的合金，取一系列不同成分的合金，在某一个温度下，长时间加热、保在某一个温度下，长时间加热、保温。当达到平衡状态后，将试样迅温。当达到平衡状态后，将试样迅速放入冷却液中快速冷却，以保持速放入冷却液中快速冷却，以保持高温时的平衡状态。高温时的平衡状态。在室温下测定这些试样在这一在室温下测定这

11、些试样在这一温度加热后急冷状态的某些参数温度加热后急冷状态的某些参数（如点阵常数）或性能（如硬度、（如点阵常数）或性能（如硬度、电阻率、热膨胀和磁性等），当有电阻率、热膨胀和磁性等），当有相变发生时，这些参数或性能将发相变发生时，这些参数或性能将发生突变，突变处即为固态转变的临生突变，突变处即为固态转变的临界点。界点。你现在浏览的是第十六页，共60页2 2、相图的类型和结构、相图的类型和结构 (1)二组元在液态无限溶解，在固态无限固溶，并形成连续固溶二组元在液态无限溶解，在固态无限固溶，并形成连续固溶体的体的匀晶相图匀晶相图。(2)二组元在液态无限溶解，在固态有限固溶，并有共晶反应的二组元在液

12、态无限溶解，在固态有限固溶，并有共晶反应的共晶相图共晶相图。(3)二组元在液态无限溶解，在固态有限固溶，有包晶反应的二组元在液态无限溶解，在固态有限固溶，有包晶反应的包包晶相图晶相图。(4)二组元在液态无限溶解，在固态形成化合物的相图。二组元在液态无限溶解，在固态形成化合物的相图。(5)二组元在液态无限溶解，在固态有共析或包析转变的相二组元在液态无限溶解，在固态有共析或包析转变的相图。图。(6)二组元在液态有限溶解，并有偏晶或合晶反应的相图。二组元在液态有限溶解，并有偏晶或合晶反应的相图。(7)其他相图。其他相图。你现在浏览的是第十七页，共60页相图的组成相图的组成(1)组元：组元：是组成相图

13、的独立组成物。作为组是组成相图的独立组成物。作为组元的条件有两个：一是有确定的熔点，二是元的条件有两个：一是有确定的熔点，二是不会转化为其他组成物。组元可以是纯的元不会转化为其他组成物。组元可以是纯的元素，如金属材料的纯金属，也可以是稳定的素，如金属材料的纯金属，也可以是稳定的化合物，如陶瓷材料的化合物，如陶瓷材料的Al2O3，SiO2等。等。(2)相界线：相界线：连接具有相同转变特性的临界温度连接具有相同转变特性的临界温度点的线称为相界线，它将相图中代表不同平衡点的线称为相界线，它将相图中代表不同平衡状态的区域分隔开来。状态的区域分隔开来。你现在浏览的是第十八页，共60页液相线：液相线：由凝

14、固开始温度连接起来的相界线称为由凝固开始温度连接起来的相界线称为液相线，其上方全为液相。液相线，其上方全为液相。固相线：固相线：由凝固终了温度连接起来的相界线称为固相由凝固终了温度连接起来的相界线称为固相线，其下方全为固相。线，其下方全为固相。固溶线：固溶线：当单相固溶体处于有限溶解时，其饱和溶当单相固溶体处于有限溶解时，其饱和溶解度决定于温度。随温度降低，溶解度下降，将解度决定于温度。随温度降低，溶解度下降，将从固溶体中析出第二相。相图中以固溶线反映这从固溶体中析出第二相。相图中以固溶线反映这种析出转变。种析出转变。水平反应线：水平反应线：在共晶，包晶等类型相图中有水平线，在共晶，包晶等类型

15、相图中有水平线，代表在此恒定温度下发生某种三相反应。代表在此恒定温度下发生某种三相反应。其他相界线：其他相界线：上述四种相界线以外的其他相界线。上述四种相界线以外的其他相界线。根据相界线的特性，可将其区分为：根据相界线的特性，可将其区分为：你现在浏览的是第十九页，共60页你现在浏览的是第二十页，共60页液相线你现在浏览的是第二十一页，共60页固相线你现在浏览的是第二十二页，共60页固溶线你现在浏览的是第二十三页，共60页水平反应线你现在浏览的是第二十四页，共60页(3)相区：相区：相图中由相界线划分出来的区域称为相图中由相界线划分出来的区域称为相区，相区表明在此范围内存在的平衡相类型相区，相区

16、表明在此范围内存在的平衡相类型和数目。和数目。在二元合金系中有单相区、两相区、三相区。在二元合金系中有单相区、两相区、三相区。v单相区内、单相区内、f=2，T和成分都可变。和成分都可变。v双相区内、双相区内、f=1，T和成分只有一个可以独立变化和成分只有一个可以独立变化（在此相区内温度改变则成分随之改变在此相区内温度改变则成分随之改变）。）。v若三相共存、若三相共存、f=0，T和成分都不变，属恒温转变。和成分都不变，属恒温转变。你现在浏览的是第二十五页，共60页你现在浏览的是第二十六页，共60页7.2 7.2 相图热力学的基本要点相图热力学的基本要点由图可见，固溶体的自由能由图可见，固溶体的自

17、由能-成分曲线至少有一个极小值。成分曲线至少有一个极小值。1 1、固溶体的、固溶体的自由能（自由能（G G）成分（成分（%）曲线）曲线b是理想固溶体，是理想固溶体，a和和c是实际固溶体是实际固溶体 你现在浏览的是第二十七页，共60页2、多相平衡的公切线原理、多相平衡的公切线原理 二二元元合合金金系系中中当当两两相相平平衡衡时时，两两组组元元分分别别在在两两相相中中化化学学势势相相等等。两两相相平平衡衡时时的的成成分分由由两两相相自自由由能能成成分分曲曲线线的的公公切切线线所所确确定定，两两相相曲曲线线的的切切线线斜斜率率相等，即它们的公切线。相等，即它们的公切线。两相平衡时两相平衡时的公切线的

18、公切线你现在浏览的是第二十八页，共60页 二元合金系在特定温度条件下三相平衡，其二元合金系在特定温度条件下三相平衡，其热力学热力学条件为条件为两组元分别在三相中的化学势相等，三相的切线斜率相等，并两组元分别在三相中的化学势相等，三相的切线斜率相等，并且为它们的公切线，其切点成分分别为三相平衡时的成分，切且为它们的公切线，其切点成分分别为三相平衡时的成分，切线与两组元自由能轴线与两组元自由能轴G G的交点就是两组元在该条件化学位。的交点就是两组元在该条件化学位。三相平衡时三相平衡时的公切线的公切线你现在浏览的是第二十九页，共60页3 3、从、从GG成分曲线推测相图成分曲线推测相图 根据公切线原理

19、可求出体系中在某一温度根据公切线原理可求出体系中在某一温度下平衡相的成分，因此可根据二元系的不同下平衡相的成分，因此可根据二元系的不同温度下的自由能温度下的自由能GG成分曲线推出二元系相图。成分曲线推出二元系相图。公切线的位置代表二平衡相成分或三平衡相公切线的位置代表二平衡相成分或三平衡相成分。成分。你现在浏览的是第三十页，共60页自由能曲线求得匀晶相图自由能曲线求得匀晶相图 你现在浏览的是第三十一页，共60页自由能曲线求得自由能曲线求得共晶相图共晶相图三相两两平衡时三相两两平衡时的公切线的公切线你现在浏览的是第三十二页，共60页4 4、杠杆定律、杠杆定律 某一成分的二元合金在某温度处于二元某

20、一成分的二元合金在某温度处于二元相图的两相区内，则两相之间的重量比可以相图的两相区内，则两相之间的重量比可以用用“杠杆定律杠杆定律”来求得。来求得。根据相律，二元合金两相平衡时只有一个自根据相律，二元合金两相平衡时只有一个自由度，因而在给定温度下这两个平衡相的成分均由度，因而在给定温度下这两个平衡相的成分均应为固定值。应为固定值。过合金表象点作水平线，使之与两侧的过合金表象点作水平线，使之与两侧的相界线相交，交点的成分坐标即为这两个平相界线相交，交点的成分坐标即为这两个平衡相的成分。衡相的成分。你现在浏览的是第三十三页，共60页 你现在浏览的是第三十四页，共60页两相的重量分数两相的重量分数你

21、现在浏览的是第三十五页，共60页根据此式，可确定给定合金在给定温度下根据此式，可确定给定合金在给定温度下处处于两相平衡状态时于两相平衡状态时，各平衡相所占的重量分数，各平衡相所占的重量分数及它们之间的重量比。这个公式所反映的关及它们之间的重量比。这个公式所反映的关系很像力学中的杠杆平衡，因此把它叫做杠系很像力学中的杠杆平衡，因此把它叫做杠杆定律或截线法则。杆定律或截线法则。必须指出，在合金相图中，杠杆定律只能在必须指出，在合金相图中，杠杆定律只能在两相平衡的状态下使用。两相平衡的状态下使用。在以摩尔分数表示的平衡相图中，也有相在以摩尔分数表示的平衡相图中，也有相似的杠杆定理，只是将重量和重量分

22、数改成摩似的杠杆定理，只是将重量和重量分数改成摩尔和摩尔分数即可。尔和摩尔分数即可。你现在浏览的是第三十六页，共60页5、二元相图的几何规律、二元相图的几何规律 (1)(1)相相图图中中所所有有的的线线条条都都代代表表发发生生相相转转变变的的温温度度和和平平衡衡相相的的成成分分，所所以以相相界界线线是是相相平平衡衡的的体体现现，平平衡衡相相的的成成分分必必须须沿沿着着相相界界线线随随温温度度而而变化。变化。(2)(2)两两个个单单相相区区之之间间必必定定有有一一个个由由该该两两相相组组成成的的两两相相区区分分开开，而而不不能能以以一一条条线线接接界界(即即两两个个单单相相区区只只能能交交于于一

23、一点点而而不不能能交交于于一一条条线线)。两两个个两两相相区区必必须须以以单单相相区区或或三三相相水水平平线线分分开开。即即:在在二二元元相相图图中中，相相邻邻相相区区的的相相数数差差为为1 1，这这个个规规则为相区接触法则。则为相区接触法则。你现在浏览的是第三十七页，共60页两个单相区只能交于一点而不能交于一条线两个单相区只能交于一点而不能交于一条线你现在浏览的是第三十八页，共60页(3)(3)二元相图中的三相平衡必为一条水平线，二元相图中的三相平衡必为一条水平线，表示恒温反应。在这条水平线上存在表示恒温反应。在这条水平线上存在3 3个表示个表示平衡相的成分点，其中两点在水平线两端，另一平衡

24、相的成分点，其中两点在水平线两端，另一点在端点之间，水平线的上下方分别与点在端点之间，水平线的上下方分别与3 3个两相个两相区相接。区相接。(4)(4)当两相区与单相区的分界线与三相等温当两相区与单相区的分界线与三相等温线相交则分界线的延长线应进入另一两相区线相交则分界线的延长线应进入另一两相区内，而不会进入单相区内，而不会进入单相区。5、二元相图的几何规律、二元相图的几何规律你现在浏览的是第三十九页，共60页两相区与单相区的分界线的延长线应进入另两相区与单相区的分界线的延长线应进入另一两相区内，而不会进入单相区一两相区内，而不会进入单相区你现在浏览的是第四十页，共60页7.3二元相图分析二元

25、相图分析你现在浏览的是第四十一页，共60页 二组元在液态无限溶解，在固态无限固溶，二组元在液态无限溶解，在固态无限固溶，并形成固溶体的二元合金系所形成的相图，称并形成固溶体的二元合金系所形成的相图，称为为二元匀晶相图二元匀晶相图 这类合金在结晶过程中都是从液相中结这类合金在结晶过程中都是从液相中结晶出单相的固溶体，这种结晶过程称为匀晶晶出单相的固溶体，这种结晶过程称为匀晶转变。转变。具有匀晶转变的二元合金系主要有：具有匀晶转变的二元合金系主要有：Cu-Ni，Fe-Cr，Ag-Au，W-Mo，Nb-Ti，Cr-Mo，Cd-Mg，Pt-Rh等。等。属于二元匀晶相图的二元陶瓷有属于二元匀晶相图的二元

26、陶瓷有NiOCoO、CoOMgO、NiOMgO等等.7.3.1二元匀晶相图二元匀晶相图你现在浏览的是第四十二页，共60页平衡凝固平衡凝固（equilibriumsolidification）是是指凝固过程是在无限缓慢地冷却，原子指凝固过程是在无限缓慢地冷却，原子(组元组元)扩散能够充分进行以达到相平衡扩散能够充分进行以达到相平衡的成分。这种凝固方式所得到的组织称的成分。这种凝固方式所得到的组织称为平衡组织。为平衡组织。一、平衡凝固一、平衡凝固你现在浏览的是第四十三页，共60页Ni30%的的Cu-Ni合金冷却曲线合金冷却曲线你现在浏览的是第四十四页，共60页固溶体合金平衡结晶过程示意图固溶体合金

27、平衡结晶过程示意图你现在浏览的是第四十五页，共60页 固溶体的结晶过程包括形核和生长两个阶段，但是固溶体的结晶过程包括形核和生长两个阶段，但是由于合金中存在第二组元，使其结晶过程较纯金属复杂。由于合金中存在第二组元，使其结晶过程较纯金属复杂。首先，合金结晶出的固相成分与液态合金成分不首先，合金结晶出的固相成分与液态合金成分不同，所以形核时除了需要同，所以形核时除了需要能量起伏能量起伏外还需要一定的外还需要一定的成成分起伏分起伏。其次，按照相律的计算，固溶体结晶过程中的自其次，按照相律的计算，固溶体结晶过程中的自由度数为由度数为1 1，所以，所以，固溶体的结晶是在一个温度区间固溶体的结晶是在一个

28、温度区间内完成的。内完成的。在冷却过程中，固相和液相的成分都要随温度在冷却过程中，固相和液相的成分都要随温度不断地发生变化，因此，这种结晶过程必然依赖于不断地发生变化，因此，这种结晶过程必然依赖于两组元原子的扩散过程。两组元原子的扩散过程。你现在浏览的是第四十六页，共60页 固固溶溶体体的的凝凝固固与与纯纯金金属属的的凝凝固固相相比比有有两两个个显著特点：显著特点：.固固溶溶体体合合金金凝凝固固时时结结晶晶出出来来的的固固相相成成分分与原液相成分不同。与原液相成分不同。结结晶晶出出的的晶晶体体与与母母相相化化学学成成分分不不同同的的结结晶晶称称为为异异分分结结晶晶(又又称称选选择择结结晶晶)；

29、纯纯金金属属凝凝固固结结晶晶时时结结晶晶出出的的晶晶体体与与母母相相化化学学成成分分完完全全一一样样称为称为同分结晶同分结晶 .固溶体凝固固溶体凝固需要一定的温度范围，需要一定的温度范围，在在此温度范围内，只能结晶出一定数量的固相。此温度范围内，只能结晶出一定数量的固相。你现在浏览的是第四十七页，共60页你现在浏览的是第四十八页，共60页某一温度下，固溶体平衡凝固过程分为三个过程：某一温度下，固溶体平衡凝固过程分为三个过程：(1).1).液相内的扩散过程。液相内的扩散过程。(2).(2).固相的继续长大。固相的继续长大。(3).(3).固相内的扩散过程。固相内的扩散过程。你现在浏览的是第四十九

30、页，共60页固溶体的平衡冷却结晶过程可归纳为：冷却时固溶体的平衡冷却结晶过程可归纳为：冷却时遇到液相线开始结晶，遇到固相线结晶终止，形遇到液相线开始结晶，遇到固相线结晶终止，形成单相均匀固溶体。成单相均匀固溶体。在结晶过程中每一温度，其液相、固相成分在结晶过程中每一温度，其液相、固相成分和相对量可由该温度下作水平线与液相线、固和相对量可由该温度下作水平线与液相线、固相线的交点及杠杆定理得出。相线的交点及杠杆定理得出。随温度下降，固相成分沿固相线变化，液相成随温度下降，固相成分沿固相线变化，液相成分沿液相线变化，且液相成分减少，固相成分增分沿液相线变化，且液相成分减少，固相成分增加，直至结晶完毕

31、。加，直至结晶完毕。你现在浏览的是第五十页，共60页 工业生产中合金溶液浇注后的冷却速工业生产中合金溶液浇注后的冷却速度较快，在每一温度下不能保持足够的扩度较快，在每一温度下不能保持足够的扩散时间，使凝固过程偏离平衡条件，称为散时间，使凝固过程偏离平衡条件，称为非平衡凝固非平衡凝固(结晶结晶)(non-equilibriumsolidification)。非平衡凝固非平衡凝固(结晶结晶)得到的组织称为得到的组织称为不不平衡组织平衡组织(non-equilibriummicrostructure)。二、非平衡凝固二、非平衡凝固你现在浏览的是第五十一页，共60页Cu-Ni合金的不平衡结晶合金的不平

32、衡结晶你现在浏览的是第五十二页，共60页你现在浏览的是第五十三页，共60页通过对非平衡凝固分析得到如下结论：通过对非平衡凝固分析得到如下结论：(1)固固相相、液液相相的的平平均均成成分分分分别别与与固固相相线线、液液相相线线不不同同，有有一一定定的的偏偏离离。其其偏偏离离程程度度与与冷冷却却速速度度有有关关。冷冷却却速速度度越越大大，其其偏偏离离程程度度越越严严重重；冷冷却却速速度度越越小小，偏偏离离程程度度越越小小，越越接接近近于于平平衡衡条条件件。液液相相线线的的偏偏离离程度较固相线小。程度较固相线小。(2)先先结结晶晶部部分分含含有有较较多多的的高高熔熔点点组组元元(Ni)，后后结结晶部

33、分含有较多的低熔点组元晶部分含有较多的低熔点组元(Cu)。(3)非非平平衡衡结结晶晶条条件件下下，凝凝固固的的终终结结温温度度低低于于平平衡衡结晶时的终止温度。结晶时的终止温度。你现在浏览的是第五十四页，共60页v 固固溶溶体体非非平平衡衡结结晶晶时时，由由于于从从液液体体中中先先后后结结晶晶出出来来的的固固相相成成分分不不同同，结结果果使使得得一一个个晶晶粒粒内内部部化化学学成成分分不不均均匀匀，这种现象称为这种现象称为晶内偏析晶内偏析。v由由于于固固溶溶体体一一般般都都以以枝枝晶晶状状方方式式结结晶晶，枝枝晶晶轴轴（干干）含含有有高高熔熔点点组组元元多多，而而枝枝晶晶间间含含有有低低熔熔点

34、点的的组组元元多多，导导致致先先结结晶晶的的枝枝干干和和后后结结晶晶的的枝枝间间成成分分不不同同，故故称称为为枝枝晶晶偏偏析析(dendriticsegregation)。枝枝晶晶偏偏析析属属于于晶晶内内偏偏析析。枝枝晶晶偏偏析析的的合合金金对对合合金金的的力力学学性性能能(mechanicalproperty)影影响响较较大大。容容易易导导致致合合金金塑塑性性(plasticity)，韧韧性性(toughness)下下降降；易易引引起起晶晶间间腐腐蚀蚀(corrosion)，降低合金的抗蚀性能。，降低合金的抗蚀性能。你现在浏览的是第五十五页，共60页Cu-Ni合金的非平衡组织合金的非平衡组织

35、Cu-Ni合金的平衡组织合金的平衡组织你现在浏览的是第五十六页，共60页固溶体合金不平衡结晶固溶体合金不平衡结晶你现在浏览的是第五十七页，共60页树枝状偏析的程度取决于以下因素：树枝状偏析的程度取决于以下因素：(1)冷冷却却速速度度冷冷速速愈愈大大，扩扩散散进进行行愈愈不不充充分，则偏析程度愈大。分，则偏析程度愈大。(2)合合金金的的结结晶晶范范围围相相图图中中，合合金金的的结结晶温度范围愈大，则成分偏析的范围愈大。晶温度范围愈大，则成分偏析的范围愈大。枝枝晶晶偏偏析析将将引引起起合合金金性性能能不不均均匀匀，消消除除的的措措施施是是在在高高温温下下进进行行扩扩散散退退火火，使使原原子子充分扩散，成分均匀化。充分扩散，成分均匀化。你现在浏览的是第五十八页，共60页匀晶相图的其它类型匀晶相图的其它类型 有些合金的匀晶相图还有极点：有些合金的匀晶相图还有极点：v在在AuCu、FeCo、TiZr等合等合金的相图上有极小点；金的相图上有极小点；v在在PbTl、AlMn等合金的相图上等合金的相图上有极大点。有极大点。你现在浏览的是第五十九页，共60页具有极点的匀晶相图具有极点的匀晶相图你现在浏览的是第六十页，共60页