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1、第三章第三章 二元合金的相结构与结晶二元合金的相结构与结晶3.4 3.4 节节 匀晶相图匀晶相图-固溶体合金的不平衡结晶固溶体合金的不平衡结晶理论：理论：在极缓慢的冷却条件下，扩散过程完全进行。实际：实际：冷却速度快，各相内成分不均匀。不平衡结晶：不平衡结晶：偏离平衡条件的结晶。不平衡结晶不平衡结晶不平衡结晶的结果，对合金的组织和性能有很大的影响。C C0 0NiNiWWCuCu%L11t1L22t2L22L33t3L33L44t4L44冷却速度越快，平均成分线的偏离越大。枝晶偏析枝晶偏析富镍区域富铜区域不平衡结晶时的组织变化示意图晶内偏析：晶内偏析：在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象。枝晶偏
2、析：枝晶偏析：固溶体通常呈树枝状，使枝干和枝之间的化学成分不同。Cu-Ni合金的铸造组织Cu Ni电子探针影响晶内偏析的因素影响晶内偏析的因素 分配系数分配系数K K0 0=KKLK0（一定温度下，液固两平衡相中的溶质浓度之比）K01时，K0越小，偏析越大；K01时，K0越大，偏析越大。溶质原子的扩散能力溶质原子的扩散能力扩散能力越大，偏析程度越小；反之则越大。冷却速度冷却速度一般，冷却速度越大，偏析越大；冷却速度过大，因晶粒细小而成分均匀。晶内偏析对合金性能的影响晶内偏析对合金性能的影响 使合金的力学性能下降，特别是使塑性和韧性 显著降低，甚至使合金不容易进行压力加工。使合金的耐蚀性降低。均匀化退火（扩散退火）均匀化退火（扩散退火）将铸件加热至低于固相线100200的温度，进行较长时间的保温，使偏析元素充分进行扩散，以达到成分均匀的目的。Cu-Ni合金铸态组织Cu-Ni合金均匀化退火组织区域偏析和区域提纯区域偏析和区域提纯区域偏析：区域偏析：在大范围内化学成分不均匀的现象。区域提纯区域提纯提纯效果提纯效果熔区长度L液体搅拌程度K0L越短，提纯效果越好。K01时，K0越小，提纯效果越好。搅拌越激烈，提纯效果越好。感应加热感应加热如：如：K0=0.1时，经过5次区域熔炼，可将金属棒 前半部分的杂志含量降低到原来的千分之一。区域提纯已广泛应用于金属及半导体材料的提纯。