7.4二元合金的凝固理论
7.4 二元合金 的凝固理论
液态金属凝固过程除遵循金属结晶的一般规律外由于二元合金中第二组元的加入溶质原子要在溶液中发生重新分布，这对合金方式和晶体的生长形态产生很大的影响，会引起微观偏析或宏观偏析微观偏析是指一个晶粒内部的成分不均匀现象宏观偏析是指沿一定方向结晶过程中，在一个区域范围内，由于结晶先后不同而出现的成分差异固溶体的凝固理论共晶凝固理论
❖ 液态金属凝固过程除遵循金属结晶的一般规律外， 由于二元合金中第二组元的加入溶质原子要在溶液 中发生重新分布，这对合金方式和晶体的生长形态 产生很大的影响，会引起微观偏析或宏观偏析。 ❖ 微观偏析是指一个晶粒内部的成分不均匀现象。 ❖ 宏观偏析是指沿一定方向结晶过程中，在一个区域 范围内，由于结晶 先后不同而出现的成分差异。 ❖ 固溶体的凝固理论 ❖ 共晶凝固理论
7.4.1固溶体的凝固理论1.正常凝固2.区域熔炼
7.4.1 固溶体的凝固理论 1.正常凝固 2.区域熔炼
1.正常凝固及平衡分配系数k0-A平衡凝固：在凝固过程中固相和液相始终保持平衡成分，即冷却时固相和液相的整体成分分别沿着固相线和液相线变化。合金凝固时，要发生溶质的重新分布，重新分布的程度可用溶质平衡分配系数k0表示。平衡分配系数为平衡凝固时固相的质量分数Ws和液相的质量分数WI（即液固两平衡相中溶质浓度之比），即：ko=Ws/WI
1. 正常凝固及平衡分配系数k0－A ❖ 平衡凝固：在凝固过程中固相和液相始终保 持平衡成分，即冷却时固相和液相的整体成分 分别沿着固相线和液相线变化。 ❖ 合金凝固时，要发生溶质的重新分布，重新 分布的程度可用溶质平衡分配系数k0表示。平 衡分配系数为平衡凝固时固相的质量分数Ws 和液相的质量分数Wl(即液固两平衡相中溶质 浓度之比)，即： k0 = Ws/Wl
平衡凝固一般难实现，由于冷却时冷速过快固相和液相的整体成分不可能达到平衡成分，凝固为非平衡凝固。在非平衡条件下，已凝固的固相成分随凝固先后变化。即随凝固距离x而变化。正常凝固方程表示固相浓度随凝固距离变化规律。经正常凝固后溶质浓度的分布如图
平衡凝固一般难实现，由于冷却时冷速过 快固相和液相的整体成分不可能达到平 衡成分，凝固为非平衡凝固。在非平衡 条件下，已凝固的固相成分随凝固先后 变化。即随凝固距离x而变化。 ❖ 正常凝固方程 表示固相浓度随凝固距离 变化规律。经正常凝固后溶质浓度的分 布如图