重慶止水銅片 紫銅止水片凝固現(xiàn)象和組織 1.純銅的鑄錠組 從低倍組織可知鑄錠邊部為柱狀晶中部則為較粗的等軸晶。實(shí)際上當(dāng)鑄錠時(shí)冷卻強(qiáng)度足夠大或鑄錠尺寸較小的情況下整個(gè)鑄錠可能全由柱狀晶組成。重慶止水銅片紫銅止水片其他銅合金的低倍組織均具有與此相同的特點(diǎn)。從顯微組織觀察可知晶粒內(nèi)部無(wú)明顯特征晶界較細(xì)與一般單相合金的平衡結(jié)晶組織無(wú)異。 2.單相銅合金的鑄錠組織特征 銅合金的凝固過(guò)程為非平衡過(guò)程所以其鑄錠組織一般偏離平衡態(tài)。下面以勻晶、包晶及共晶二元系合金為例說(shuō)明。 勻晶系相圖及某合金凝固時(shí)可能的非平衡固相線軌跡。 合金過(guò)冷至T1溫度時(shí)開(kāi)始凝固首先析出的固相成分為a1液相成分則為L(zhǎng)1。繼續(xù)冷至T2紫銅止水片溫度時(shí)析出的固相成分應(yīng)為a2與之平衡的液相成分改變?yōu)長(zhǎng)2。a2將覆蓋在先析出的a1上若能達(dá)到平衡條件a1的成分也會(huì)逐漸改變成a2以達(dá)到T2紫銅止水片下的平衡態(tài)。但實(shí)際上固態(tài)的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)小于液態(tài)的擴(kuò)散速率當(dāng)剩余液相的成分均勻達(dá)到L2時(shí)固相a中的成分仍為不均勻的它們的平均成分可用a2表示。顯然a2中的B原子濃度小于a2中B原子濃度。同理當(dāng)溫度降至T3及T4時(shí)其a相的平均成分可用表示a3及a4。在此圖中a4即表示x合金的成分。說(shuō)明x合金在非平衡凝固的條件下T4溫度下凝固完畢較之平衡凝固的固相點(diǎn)溫度降低了T3-T4。a1-a4表示的線稱非平衡的固相線非平衡固相線相對(duì)于平衡固相線的偏離與凝固時(shí)的冷卻速率有關(guān)冷卻速率愈大偏離愈大。 由于先后凝固的固相在成分上的差異不同成分固相受侵蝕程度將不同因而在我們觀察合金的顯微組織時(shí)就會(huì)觀察到典型的枝晶組織枝晶臂的成分與枝晶同胞間的成分(B組元含量高)不同因而顯示出不同的顏色。這種因非平衡凝固(結(jié)晶)導(dǎo)致的晶粒內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象稱晶內(nèi)偏析或枝晶偏析。紫銅止水片Cu-Ni合金鑄造后的顯微組織白色枝干含鎳較高周圍黑色部分含銅較高但均為銅鎳a固溶體。 一包晶系相圖和某合金凝固時(shí)可能的非平衡固相線軌跡。與勻晶系合金類似a1-a4表示x合金凝固時(shí)固相(a)平均成分的走向即非平衡固相線。x合金按平衡態(tài)凝固時(shí)固相點(diǎn)溫度應(yīng)為T3凝固完畢應(yīng)為a單相 固溶體晶粒。但在非平衡凝固的情況下x合紫銅止水片Cu30Ni合金鑄造顯微金冷至T4溫度時(shí)剩余的液相L4將與部分固相a4發(fā)生包晶反應(yīng)即a4+L4→B完成 的凝固過(guò)程因此該合金的 凝固溫度為T4并產(chǎn)生了一種通過(guò)包晶反應(yīng)而得到的新相B。此種B相為非平衡相因?yàn)榘雌胶鈶B(tài)該相在x合金中是不存在的。