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紫銅止水片凝固現象和組織
1.純銅的鑄錠組
從低倍組織可知,鑄錠邊部為柱狀晶,中部則為較粗的等軸晶。實際上,當鑄錠時冷卻強度足夠大或鑄錠尺寸較小的情況下,整個鑄錠可能全由柱狀晶組成。紫銅止水片其他銅合金的低倍組織均具有與此相同的特點。從顯組織觀察可知,晶粒內部無明顯特征,晶界較細,與一般單相合金的平衡結晶組織無異。2.單相銅合金的鑄錠組織特征
銅合金的凝固過程為非平衡過程,所以其鑄錠組織一般偏離平衡態(tài)。下面以勻晶、包晶及共晶二元系合金為例說明。
勻晶系相圖及某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。
    


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不論包晶系還是共晶系合金,在非平衡凝固狀態(tài)下,基體相a固溶體均具有枝晶偏析的特征,而枝晶同胞間將出現非平衡的第二相(B)。在常用銅合金中,CuZn、CuSn、CuSi等富銅側均為包晶系合金,而CuA,CuP等富銅側為共晶系合金。

Cu10Zm合金的鑄態(tài)組織,該合金為a單相固溶體,枝晶干富銅,枝晶間富鋅。當CuZn合金中鋅含量達30%-32%時,則因非平衡凝固會導致枝晶間出現少量B相(包晶反應所得)。紫銅止水片Cu7A合金及Cu6.55n0.1P合金鑄態(tài)組織。從圖2-18(a)可知,平衡態(tài)為單相a固溶體的Cu7A合金,在鑄態(tài)下,基體為具有枝晶偏析的a固溶體,枝晶間出現非平衡的少量(a+Y2)共析產物。這種共析體是因非平衡結晶時生產了非平衡共晶(a+B),其中的β相再發(fā)生共析轉變所致。Cu6.55m0.1P合金在平衡態(tài)亦應為單相的a固溶體,但在鑄錠時非平衡凝固的條件下,基體a具有較嚴重的枝晶偏析枝晶間富錫和磷,在一定情況下可能在枝間出現(a+8)共析體及Cu3P化合物(可視為++Cu3P三相低熔共晶)CuAl系合金中,當含鋁量超過7%時會出現β相。在降至一定溫度時,B相會發(fā)生共析分解,生成a+y2共析體。含鋁較高的圖2-17Cu-10Zn合金鑄態(tài)組織120合金,凝固時亦會首先生成B晶粒,溫度進步降低時,將從B相基體中析出具有魏氏組織特征的a相。




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