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合金過(guò)冷至T1溫度時(shí)開始凝固,首先析出的固相成分為a1,液相成分則為L(zhǎng)1。繼續(xù)冷至T2紫銅止水片溫度時(shí),析出的固相成分應(yīng)為a2,與之平衡的液相成分改變?yōu)長(zhǎng)2。a2將覆蓋在先析出的a1上,若能達(dá)到平衡條件,a1的成分也會(huì)逐漸改變成a2,以達(dá)到T2紫銅止水片下的平衡態(tài)。但實(shí)際上,固態(tài)的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)小于液態(tài)的擴(kuò)散速率,當(dāng)剩余液相的成分均勻達(dá)到L2時(shí),固相a中的成分仍為不均勻的,它們的平均成分可用a2表示。顯然,a2中的B原子濃度小于a2中B原子濃度。同理,當(dāng)溫度降至T3及T4時(shí),其a相的平均成分可用表示a3及a4。在此圖中a4即表示x合金的成分。說(shuō)明x合金在非平衡凝固的條件下T4溫度下凝固完畢,較之平衡凝固的固相點(diǎn)溫度降低了T3-T4。a1-a4表示的線稱非平衡的固相線,非平衡固相線相對(duì)于平衡固相線的偏離與凝固時(shí)的冷卻速率有關(guān),冷卻速率愈大,偏離愈大。
3.鑄態(tài)銅合金的性能特征
由于鑄態(tài)銅合金組織偏離平衡態(tài),因此其性能表現(xiàn)如下特征。
①若枝晶偏析使組織中出現(xiàn)非平衡脆性相[如 Cu-Sn-P合金中出現(xiàn)的非平衡(a+8)共析體及Cu3P相],則合金塑性降低明顯,特別是枝晶網(wǎng)胞間生成連續(xù)的粗大脆性化合物。
②枝晶芯部與同胞間化學(xué)成分不同,可形成濃度差電池,降低材料的電化學(xué)腐蝕抗網(wǎng)狀殼層時(shí),合金塑性將急劇下降。
③鑄錠加工變形時(shí),具有不同化學(xué)成分的各顯區(qū)域拉長(zhǎng)并形成帶狀組織,導(dǎo)致材料力。當(dāng)出現(xiàn)非平衡第二相時(shí)一般亦降低抗蝕性。各向異性以及增加晶間斷裂的傾向(如層狀斷口)。
④固相線溫度下移,使工藝過(guò)程的一些參數(shù)難以掌握,如熱變形前的加熱溫度不能超過(guò)因非平衡凝固固相線下移導(dǎo)致的 固相點(diǎn)溫度,以免造成過(guò)燒現(xiàn)象。
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