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主题：【分享】@@@@@--金属材料及热处理知识--@@@@@------(七)

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发表于：2008/09/27 22:14:49 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3. 杠杆定律
当合金在某一温度下处于两相区时，由相图不仅可以知道两平衡相的成份，而且还可以用杠杆定律求出两平衡相的相对重量百分比。现以Cu-Ni合金为例推导杠杆定律。
1）求出两平衡相的成份
设合金成份为X，过X作成份垂线，在垂线上相当于温度t1的点0作水平线，其与液、固相线的交点a、b所对应的成份X1、X2，分别为液相和固相的成份，如下图所示：

2）确定两平衡相的相对重量
设成份为X的合金的总重量为1，液相的相对重量为QL，其成份为X1，固相相对重量为Qα，其成份为X2，则

由此可知，两相重量之比为：QL•X1 X = Qα•X X2。
此式与力学定律中的杠杆定律完全相似，因此也称之为杠杆定律，即合金在某温度下两平衡相的重量比等于该温度下与各自相区距离较远的成份线段之比，如下图所示，在杠杆定律中，杠杆的支点是合金的成份，杠杆的端点是所求两平衡相的成份。

需要注意的是：杠杆定律只适用于两相区。单相区中相的成分和重量，即合金的成分和重量，没有必要使用杠杆定律。

3）枝晶偏析
成因：固溶体合金的结晶，只有在充分缓慢冷却的条件下才能够得到成分均匀的固溶体组织。在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中固相和液相中的原子来不及扩散，使得先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶轴含有较多的低熔点元素。
概念：这种在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。

枝晶偏析对材料性能的影响：枝晶偏析会影响合金的性能，如力学性能、耐腐蚀性能及加工性能等。
解决方法：生产中常将铸件加热到固相线以下100-200℃长时间保温来消除枝晶偏析，这种热处理称为扩散退火。通过扩散退火，使成分均匀。

影响枝晶偏析的因素：枝晶偏析的大小除了与冷却速度有关以外，还与给定成分合金的液、固相线间距有关。冷速越大，液、固相线间距越大，枝晶偏析越严重。

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2008/9/27 22:17:29 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

二、二元共晶相图
当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶，并发生共晶反应时所构成的相图称为共晶相图。Pb-Sb，A1-Si，Pb-Sn，Ag-Cu等二元合金均为这类的相图。
1. 相图分析
下图为一般共晶型的Pb-Sn合金相图。其中AEB线为液相线，ACEDB线为固相线， A点为铅的熔点， B点为锡的熔点。相图中有L、α、β三种相，形成三个单相区。L代表液相，处于液相线以上。α是Sn溶解在Pb中所形成的固溶体，β是Pb溶解在Sn中所形成的固溶体，在每两个单相区之间，共形成了三个两相区，即L+α，L+β，和α+β。

相图中的水平线CED称为共晶线。在水平线对应的温度下（183℃）下， E点成分的液相同时结晶出C点成分的α固溶体和β固溶体。

这种在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出两种成分和结构都不相同的新固相的转变过程称为共晶转变或共晶反应。
共晶反应的产物称为共晶体或共晶组织。发生共晶反应的温度称为共晶温度，代表共晶温度和共晶成分的点称为共晶点，具有共晶成分的合金称为共晶合金。在共晶线上，凡成分位于共晶点以左的合金成为亚共晶合金，位于共晶点以右的合金称为过共晶合金。
相图中的CF线和DG线分别为Sn在Pb中和Pb在Sn中的溶解度曲线称为固溶线。可以看出，随温度的下降，固溶体的溶解度降低。

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