(31)-勻晶相圖材料科學(xué)基礎(chǔ)

7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固1、勻晶相圖2、固溶體的平衡凝固3、固溶體的非平衡凝固11、勻晶相圖由液相結(jié)晶出單相固溶體的過程稱為勻晶轉(zhuǎn)變。兩組元不但在液態(tài)無(wú)限互溶，而且在固態(tài)也無(wú)限互溶的二元合金系所形成的相圖。絕大多數(shù)的二元相圖都包括勻晶轉(zhuǎn)變部分。7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固2相圖分析兩條曲線：三個(gè)區(qū)域：Cu-Ni,Au-Ag,Au-Pt,NiO-CoO,NiO-MgO;要形成無(wú)限合金固溶所需條件：晶體結(jié)構(gòu)相同；尺寸相近(<15%)；原子價(jià)相同，電負(fù)性相近。也適于以離子晶體化合物為組元的固溶體。7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固3具有極小點(diǎn)和極大點(diǎn)的相圖（Au-Cu；Fe-Co）在極值點(diǎn)上，液固的成分相同自由度f(wàn)=07.3.1勻晶相圖和固溶體凝固4固溶體合金凝固的特點(diǎn)：形核與長(zhǎng)大異分結(jié)晶：平衡凝固的固相成分與液相成分不同，這種結(jié)晶出的晶體和母相化學(xué)成分不同的結(jié)晶→溶質(zhì)原子的重新分配，所以形核需要能量起伏和成分起伏。平衡分配系數(shù)ｋ0：在一定的溫度下，固液兩平衡相中的溶質(zhì)濃度之比值ｋ0反映了溶質(zhì)組元重新分配的強(qiáng)弱程度。7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固2、固溶體的平衡凝固5k0<1k0>1凝固是在一個(gè)溫度區(qū)間進(jìn)行，每個(gè)溫度下兩相的成分達(dá)到平衡。平衡凝固的三個(gè)過程液相內(nèi)的擴(kuò)散。固相的長(zhǎng)大。固相內(nèi)的擴(kuò)散。三個(gè)過程速度不同7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固6平衡凝固過程:（b）（c）（e）（d）（f）（g）（a）形核→相界平衡→擴(kuò)散破壞平衡→長(zhǎng)大→相界平衡7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固7對(duì)于平衡凝固每一個(gè)晶核形成一顆成分均勻的晶粒。在實(shí)際生產(chǎn)中要達(dá)到這種絕對(duì)平衡很難!7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固83、固溶體的非平衡凝固在每一溫度下不能保持足夠的擴(kuò)散時(shí)間，使凝固過程偏離平衡條件，稱為非平衡凝固；成分偏離液固相線；固相中擴(kuò)散慢，偏離固相線更大一些。7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固97.3.1勻晶相圖和固溶體凝固10非平衡凝固過程的分析的幾點(diǎn)結(jié)論:（1）固液相平均成分線冷卻速度有關(guān)，冷卻速度越快，偏離越嚴(yán)重。（2）先結(jié)晶部分總是富高熔點(diǎn)組元（Ni），后結(jié)晶的部分是富低熔點(diǎn)組元（Cu）。（3）凝固終結(jié)溫度低于平衡凝固時(shí)的終結(jié)溫度。7.3.1勻晶相圖和固溶體凝固11固溶體通常以樹枝狀生長(zhǎng)結(jié)晶枝晶偏析非平衡凝固的結(jié)果。枝晶偏析屬于晶內(nèi)偏析