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平衡凝固（equilibrium solidification）是指凝固过程是在无限缓慢地冷却，原子(组元)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为平衡组织。 固溶体的凝固过程也是一个形核和长大的过程。形核方式可以是均匀形核，也可以依靠外来质点非均匀形核 固溶体的平衡凝固 合金平衡结晶时的组织变化示意图 固溶体非平衡结晶时，由于从液体中先后结晶出来的固相成分不同，结果使得一个晶粒内部化学成分不均匀，这种现象称为晶内偏析。 由于固溶体一般都以枝晶状方式结晶，枝晶轴（干）含有高熔点组元多，而枝晶间含有低熔点的组元多，导致先结晶的枝干和后结晶的枝间成分不同，故称为枝晶偏析（dendritic segregation）。枝晶偏析属于晶内偏析。枝晶偏析的合金对合金的力学性能（mechanical property）影响较大。容易导致合金塑性（plasticity），韧性（toughness）下降；易引起晶间腐蚀（corrosion），降低合金的抗蚀性能 枝晶偏析 2.共晶相图 两组元在液态互溶，在固态时有限互溶，而且发生共晶反应的合金系。 Pb-Sn，Pb-Sb，Cu-Ag，Al-Si等。 共晶反应 ：在一定条件下（温度、成分），由均匀液相同时结晶出两种不同固相的转变。 L（液体）＝ α + β T℃ 共晶相图的建立 温度 成分 100%A 100%B L L + SA L + SB 共晶相图分析 相图中有三个基本相：液相（L）、固相α和β 相图中有相线：液相线、固相线和共晶转变线。共晶转变线是一条水平线，是L、α和β三相共存的温度和各相的成分。成分为E的液相在该温度下发生共晶反应： LE→ αM +βN 共晶组织（eutectic structure）的特点是两相细弥混合。发生共晶转变的温度称为共晶温度（the eutectic temperature）。发生共晶转变的液相成分点E称为共晶点（the eutectic point）或共晶成分。 相图中相区：三个单相区 L相区、α相区和β相区；三个双相区 L+α相区、L+β相区、α+β相区；三相共存于MEN线 L+α+β。 根据相变特点和组织特征将共晶系合金分为了四类：端部固溶体合金、亚共晶合金（hypoeutectic alloys）、过共晶合金（hypereutectic alloys）、共晶合金（eutectic alloy）。 共晶相图各点、线、区含义 (1)??端部固溶体合金 SA+(SA+SB) SB +(SA+SB) X% Y℃ SA+SB LX SA+SB Y℃ SA L SA L SA L 温度 成分 100%A 100%B L L + SA L + SB 结晶过程组织转变：L → L+αⅠ→αⅠ→αⅠ+βⅡ 匀晶反应＋脱溶转变 室温组织： α+βⅡ 室温相结构： α+β 结晶过程相结构转变：L → L+α→α→α+β 金属材料的基础知识 阿尔茨海默症防治相关知识埃及的金字塔有建造方法动画艾司洛尔在神经外科重症中的应用二级二班防溺水等安全教育 机械工程材料 许令峰 Mechanical Engineering Materials Science 机械与电子工程学院 山东泰安，2008年9月 §2 合金的相结构 合金 ( alloy )：由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 组元 ( 元 ) ( element ) ：组成合金的最基本的、独立的物质 相 ( phase )：合金中具有统一化学成分且结构相同的均匀组成部分。 合金系（alloy system）：由给定的组元可以以不同比例配制成一系列成分不同的合金，这一系列合金就构成一个合金系统。二（ 三、多）元系。 一、合金的基本概念 二、合金的相结构 1、固溶体 α – Fe + C = F ( 铁素体 ) 体心 六方 体心 固溶体的结构特点 溶剂A + 溶质B = C bcc fcc bcc 固溶体中溶质原子分布 有序固溶体与无序固溶体 铁素体的晶体结构 Cu3Au CuAu * 溶解度影响因素： 尺寸因素（溶质原子rA和溶剂原子rB）: 晶体结构: 电负性差: 电子浓度:合金中各组成元素的价电子数总和与原子总数的比值。 （1）间隙固溶