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铝锂合金的特点

  铝锂合金的特点_理化生_高中教育_教育专区。7.1 偏析 ? 铸锭中化学成分不均匀的现象称为偏析。 ? 显微偏析:一个晶粒范围内的偏析; ? 宏观偏析两类:较大区域内的偏析,故又称为区域偏析。 1 7.1 偏析 ? 枝晶偏析一般通过加工和热

  7.1 偏析 ? 铸锭中化学成分不均匀的现象称为偏析。 ? 显微偏析:一个晶粒范围内的偏析; ? 宏观偏析两类:较大区域内的偏析,故又称为区域偏析。 1 7.1 偏析 ? 枝晶偏析一般通过加工和热处理可以消除,但在枝晶臂间 距较大时则不能消除,会给制品造成电化学性能不均匀。 ? 晶界偏析是低熔点物质于晶界,使铸锭热裂倾向增大, 并使制品易发生晶界腐蚀。 ? 宏观偏析会使铸锭及加工产品的组织和性能很不均匀。宏 观偏析不能靠均匀化退火予以消除或减轻,所以在铸锭生 产中要特别防止这类偏析。 2 7.1.1 显微偏析 ? 由于铸锭冷凝饺快, 固液两相中溶质来不 及扩散均匀,枝晶内 部先后结晶部分的成 分不同,这就是枝晶 偏析,或称为晶内偏 析。 3 7.1.1 显微偏析 ? 影响枝晶偏析的因素还有:合金原始成分,溶质分布系数 k,扩散系数D及凝固速度R等。 ? 因素一定时,合金的液相线和固相线之间的水平距离 越大、合金越易产生枝晶偏析。 ? 合金一定时,影响枝晶偏析的主要因素是R。R大,溶质难 于扩散均匀,故偏析大。但是,随着冷却速度增大,R也 增大,晶粒变细.枝晶偏析度反而降低。 Cs=kC(o 1-fs)(k-1) 4 7.1.1.2 晶界偏析 ? k<1的合金凝固时,溶质会不断自固相向液相排出,导 致最后凝固的晶界含有较多的溶质和杂质,形成晶界偏析。 ? 当固溶体合金铸锭定向凝固得到胞状晶时,k<l的溶质也 会在胞状晶晶界偏析,形成胞状偏析,胞状晶是一种亚结 构,故胞状偏析实际是一种亚晶界偏析。 ? 晶界偏析不能通过均匀化退火予以消除。 5 7.1.1.2 晶界偏析 6 7.1.1.2 晶界偏析 7 7.1.2 宏观偏析 ? 正偏桥与反偏杆:正偏是在顺序凝固条件下,溶质k<1的 合金,固/液界面处液相中的溶质含量会越来越高,因此 愈是后结晶的固相,溶质含量也就愈高; ? k>1的合金愈是后结晶的固相,溶质含量愈低。铸锭断面 上此种成分不均匀现象称为正偏桥。这意味着,k<1的合 金铸锭,其表面和底部的溶质量低于合金的平均成分,中 心和头部的溶质量高于合金的平均成分。 8 7.1.2 宏观偏析 ? 反偏析与正偏析相反。k< 1的合金铸锭发生反偏析时, 铸锭表面的溶质高于合金 的平均成分,中心的溶质 低于合金的平均成分。 9 7.1.2 宏观偏析 ? 通常,铸锭中的正偏折分布状况与 铸锭组织的形成过程有关。表面细 等轴晶是在激冷条件下形成的,合 金来不及在宏观范围内选分结晶, 故不产生宏观偏析。 ? 柱状晶区的凝固速度小于激冷区, 凝固由外向内进行。K<1时,柱状 晶区先结晶部分,含溶质较低,而 与之接触的液相含溶质较高,故随 后结晶部分溶质员逐渐升高。与此 同时,游离到中心区的晶体由内向 外缓慢生长,并不断排出镕质,形 成中心等轴晶区,直至与柱状晶区 相交为止,铸锭的凝固即告完成。 因此,铸锭断面柱状晶区与中心等 轴晶区交界区域偏析最大。 10 7.1.2 宏观偏析 11 7.1.2.2 带状偏析 当金属液中溶质的扩散速度小 ? 于带凝状固偏速析度出时现,在如定图向(凝a固)的所铸示, 在锭固中/,液其界特面征前是沿偏出析现带偏平析行层于, 使固界/面液处界过面冷,度并降沿低着(凝b固)方,向界 面此周生时期长,性受界地到面出抑前现制沿。液,体但的在过界冷面图上 偏如(析d度)较所小示的。地平方界,面晶均体匀将向前优 先生长生一长段穿距过离偏后析层,,又并出现长偏出析分 枝和,界富面溶过质冷的(液e,体f)被,封界闭面在生枝 晶长当固重间/新,液受当界到枝面抑晶过制继冷续。度生如降长此低并周生与期长相性受 邻地阻枝时重晶,复连,如接果在一界定起面向时前凝沿固,过地再冷铸一度锭次足纵形 成断够宏面大观就,的形则平成可界一能面条由(一侧c条壁)。地形带成状新偏晶 析粒。,并在界面局部突出生长茜, 很快长大而横穿富溶质带前沿, 将其封闭在界面和新晶粒之间, 于是也形成带状偏析。 12 7.1.2.2 带状偏析 13 7.1.2.3 重力偏析 14 7.1.3 防止偏析的主要途径 15 7.2 缩孔与缩松 o 在铸锭中部、头部、晶界及枝晶间等地方,常常有一些宏 观和显微的收缩孔洞,通称为缩孔。 o 容积大面集中的缩孔称为集中缩孔; o 细小而分散的缩孔称为缩松,其中出现在晶界或枝晶间的 缩松又称为显微缩松。 o 缩孔和缩松的形状不规则,表面不光滑,故易与较的 气孔相区别。但铸锭中有些缩孔常为析出的气体所充填, 孔壁表面变得较平滑,此时既是缩孔也是气孔。 16 7.2 缩孔与缩松 ? 7.2.1 金属的凝固收缩 ? 凝固过程中金属的收缩包括凝固前的液态收缩、由液态 变为固态的凝固收缩及凝固后的固态收缩。液态及凝固收 缩常以体积的变化率来表示,称为体收缩率 : ?V ?V ? V1 ?V2 V1 ?100% ? ?V (T1 ? T2 ) ?100% ?V ? L1 ? L2 L1 ?100% ? ?L (T1 ? T2 ) ?100% 17 7.2.1 金属的凝固收缩 ? 总的体收缩率为: ??V ??V液 ? ?V凝 ? ?V固 18 7.2.2 缩孔与缩松的形成 ? 集中缩孔(简称为缩孔)是铸锭在顺序凝固的条件下,由 金属的体收缩引起的。金属浇入锭模后,凝固主要是由底 向上和由外向里逐层地进行,经过一段时间后便形成一层 凝壳,由于液态和凝固收缩,因而液面下降。以后随着温 度的继续降低,凝壳一层一层地加厚,液面不断降低,直 至凝固完成为止。在铸被最后凝团的中上部,形成一个如 图7-8(e)所示的倒锥形缩孔。 19 7.2.2 缩孔与缩松的形成 20 7.2.2 缩孔与缩松的形成 ? 缩孔容积为: V孔=V液 ???? V液(Tp-TS )+?V 液- 1 2 ? V固(Ts -Tf )???

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