匀晶相图及固溶体的结晶

§3.2匀晶相图及固溶体的结晶常见匀晶合金Cu-Ni,Ag-Au,Cr-Mo,Cd-Mg,Fe-Ni,Mo-WNiO-MgO,Al2O3-Cr2O3在液态和固态下两组元均能完全无限互溶§3.2匀晶相图及固溶体的结晶平衡结晶过程相图分析t1温度－－开始结晶，尚无晶相t2温度－－通过扩散达到平衡t3温度－－结晶结束结晶过程：形核和长大形核方式：均匀形核和非均匀形核形核条件：结构起伏能量起伏＋成分起伏差异：1异分结晶－－结晶时结晶出的固相与液相成分不同，也称为选择性结晶。

2变温结晶－－固溶体合金的结晶需要在一定温度范围内进行。平衡分配系数－－在一定温度下，固液两平衡相溶质浓度之比值，用k0表示始终有溶质和溶剂原子的扩散过程易于形成树枝状§3.2匀晶相图及固溶体的结晶Onemethodtoimprovethefracturetoughnessofaceramicmaterialistoreinforcetheceramicmatrixwithceramicfibers.AmaterialsdesignerhassuggestedthatAl2O3couldbereinforcedwith25%Cr2O3fibers,whichwouldinterferewiththepropagationofanycracksinthealuminia.Theresultingcompositeisexpectedtooperateunderloadat2000℃forseveralmonths.Criticizetheappropriatenessofthisdesign.DesignofaCompositeMaterialYouneedtoproduceaCu-Nialloyhavingaminimumyieldstrengthof20000psi,aminimumtensilestrengthof60000psi,andaminimumelongationof20%.YouhaveinyourinventoryaCu-20%Nialloyandlotsofpurenickel.Designamethodforproducing10kgcastingshavingtherequiredproperties.DesignofaMeltingProcedureforaCastingCu-90%NiorCu-33%to60%Ni加热到1250℃§3.2匀晶相图及固溶体的结晶匀晶结晶有下列特点：

1）与纯金属一样，α固溶体从液相中结晶出来的过程中，也包括有生核与长大两个过程，但固溶体更趋向于树枝状长大。

2）固溶体结晶是在一个温度区间内进行，即为一个变温结晶过程。

3）在两相区内，温度一定时，两相的成分（即Ni含量）是确定的。匀晶结晶有下列特点：

4）在两相区内，温度一定时，两相的质量比是一定的，由杠杆定律可算出在T时液相和固相在合金中的质量分数（运用杠杆定律时要注意，它只适用于相图中的两相区，并且只能在平衡状态下使用。杠杆的两个端点为给定温度时两相的成分点，而支点为合金的成分点。）§3.2匀晶相图及固溶体的结晶匀晶结晶有下列特点：

5）固溶体结晶时成分是变化的，如果冷却较快，原子扩散不能充分进行，则形成成分不均匀的固溶体。一个晶粒中先结晶的树枝晶晶枝含高熔点组元较多，后结晶的树枝晶晶枝含低熔点组元较多，结果造成在一个晶粒内化学成分的分布不均，这种现象称为枝晶偏析。消除枝晶偏析的方法采用扩散退火。§3.2匀晶相图