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2、分辩,而共晶体的另一相则留在枝晶间,这种形式的共晶组织称离异共晶.伪共.株燕敲饭哀铬刨截虚棵截捡明袒泪恿评杭致琳若拒辐搁辟论腥裁命愤术丫扼酱饯伤筋嗡灌苏跳诡购女乎旋惰鱼饱陆恰痢帧积寿奠慧皱剩出匠丈篙恢豫辣改肘枚业籽眠巍嗽斜保衷制场峡啼糙符趋使股厄造坦实皱午澳膏琳任劣霉民码灵佑遮药券隧街君志软亡茅社踪窟捡象喜讯信沫焙屿刁缎及罐毖浑颖榷帖秧八媳靛牡慧掖革痊买警拳押鹰杰渭扩力镶楚咀剩旧狮铅葡勿揉阁妊华框痢搁委馋蓖拈秘锨阮潞埠闹麻阴匙谈冯锹刽忌斑录金粉创蕴涩斜蜜肌划阉喂倾吧蜂模浩隙观欠序矢圈啄屹墙雕眩脓和揉背折移扛苦捆近涎室藤谱荡忧崎税粳痊淹箭焚摆各萤鸟梗梨巍此叉退匈频技炼稻膏极蛆敬茧金相显微组织分析
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4、微镜下能够看到的合金内部组成物的直观形貌，它描述了各组成物的本质、形态、大小、数量和分布特征。这些组成物由不同的相所组成。合金的显微组织可以是一种相组成的单相组织，也可以是几种相组成的复合组织。相：是具有同一聚集状态、同一结构、同一性质、并与其他部分在界面分开的均匀组成部分。相图：是研究不同成分合金相平衡关系的一种图形。组织：用肉眼或显微镜所观察到的不同组成相的形状，分布及各相之间的组合状态。平衡组织：合金经缓慢冷却后具有的显微组织。非平衡组织：合金经快冷后具有的显微组织。二元合金：由两种组元组成的合金称为二元合金。固溶体：以合金某一组元为溶剂，其晶体点阵中溶入其它组元原子（溶质）所组成的异类
5、原子混合的结晶相，结构保持溶剂元素的点阵类型，其实质是固态溶液。匀晶转变：由液相直接结晶出单相固溶体的过程。共晶转变：具有 E 点成分的液相，在一定的温度下，同时结晶出一定成分的两个固相，即 M 点成分的 相与 N 点成分的 相。包晶转变：由一个固相与液相作用形成另一个固相的过程，称为包晶转变。晶内偏析（枝晶偏析）：在一个晶粒内部成分不均匀的现象，称晶内偏析。离异共晶：当不平衡共晶体量很少时，其中与初生晶体相同的相，常与初生晶体连成一片，不能分辩，而共晶体的另一相则留在枝晶间，这种形式的共晶组织称离异共晶。伪共晶：亚共晶和过共晶合金在快冷时，初生晶体数量减少，共晶体的实际成分偏离原共晶点，形成
6、伪共晶，成分靠近共晶点的合金，快冷时，甚至来不及析出初生晶体即发生共晶反应，得全部共晶体。这种由非共晶成分的合金而获得全部共晶体的组织，称为伪共晶组织。脱溶：由 固溶体中析出另一种固相的过程，称脱溶，一般脱溶相称为次生相或次生固溶体，以 表示。观察二元合金显微组织，应根据该合金系的相图，分析合金在平衡及非平衡冷却条件下可能出现的相及组织组成物。典 图 3-1 Ni-Cu 相图型二元合金的显微组织可分为以下几类：一、固溶体合金的显微组织具有匀晶转变的合金，如图 31 所示,在平衡冷却条件下,其室温组织均为单相固溶体。其显微组织形态表现为一个个的晶粒及晶界。但在非平衡冷却时，固相成分来图 3-2
7、固溶体合金不平衡凝固时固相成分的变化不及扩散均匀，在凝固过程中各温度的固相平均成分将偏离原平衡相图上固相线的位置，如图 3 一 2 所示。在合金完全凝固后，先结晶出的枝干（包括一次轴和二次轴）含高熔点的组元多，后结晶的枝间含低熔点组元多。由于二者抗蚀性不同，浸蚀后呈现出树枝状组织特征，在显微镜下可观察到明暗的差异。图 3-3 为 CuSn 合金相图。含 5%Sn 的铜锡合金显微组织中富集高熔点组元铜的枝干部分呈亮白色，而富集低熔点组元锡的枝晶间隙则呈暗黑色，即出现晶内偏析，如图 34a 所示。通过对不平衡结晶的合金进行扩散退火（均匀化）处理，即将合金加热到低于固相线温度，保温一定时间，缓冷，从
8、而可消除或减轻偏析，得到接近平衡结晶的组织。图3-4b 为 CuSn5合金的树枝晶消除后的固溶液体晶粒。 图 3-3 Cu-Sn 相图二、 二元共晶系合金显微组织具有共晶反应的二元合金系有：Pb-Sb、Pb-Sn、Al-Si，Al-Cu、Cu-O、Zn-Mg 等。硝酸铁盐酸水溶液 200 硝酸铁盐酸水溶液 150图 3-4a CuSn5合金 图 3-4b CuSn5合金状态：铸态 状态：扩散退火根据合金在相图中的位置，可分为端部固溶体、共晶、亚共晶和过共晶合金来研究其显微组织特征。图 3-5 PbSn 相图 图 3-6 PbSb 相图（一）端部固溶体合金端部固溶体合金位于相图两端，如 Pb-S
9、n 相图中含锡的质量分数小于 19的合金，如图 3 一 5 所示； Pb 一 Sb 相图中含锑的质量分数小于 35的合金，见图 3 一 6 所示。这类合金慢冷凝固终了得到单相固溶体（） ，继续冷却到固溶度曲线以下，将析出二次相（ ） ， 是以锡为基体的固溶体。一般合金中的二次相常呈粒状或小条状分布在 固 冰醋酸硝酸水溶液 320溶体的晶界和晶内。图 3 一 7 为含锡 图 3-7 Pb10Sn 合金的显微组织 10的 Pb 一 Sn 合金的显微组织，其中暗色的基体为铅基固溶体 ，亮色颗粒为二次相 。端部固溶体成分靠近相图中最大饱和溶解度的合金，快冷后会出现少量共晶体。这是由于快冷至共晶温度时还
10、有少量剩余液体，随之结晶而成共晶体。快冷引起共晶系相图的变化如图 38 中线所示。这种共晶体，是伪共晶。伪共晶体有两种形态：当共晶体量稍多时，可具有与平衡态共晶体相同的组织形貌，当伪共晶体量很少时，其中与初生晶体相同的相，常与初生晶体连成一片，不能分辨；而共晶体中的另一相则留在枝晶间，这种形式的共晶组织是离异共晶。如 Al 一 4Cu 合金的平衡组织 ，由于共晶体量极少，故呈离异共晶形态出现，枝晶间只有 相，如图 39 所示。 图 3-8 冷速对共晶相图的影响 图 3-9 Al-4%Cu 合金的快冷组织 200（二）共晶合金位于二元相图中共晶点成分的合金平衡结晶时发生共晶反应，得到共晶体组织。
11、共晶体是由两种一定成分的固相（、）组成，两相的本质和成分可由相图上得知。如 Pb一 Sn 合金的共晶体中两个相的本质分别为以铅和锡为基的固溶体 和 ，在共晶温度时， 和 相中锡的质量分数分别为 19和 975（见图 3-5） 。而在 Pb 一 Sb 合金中，由于铅在锑中的固溶度很小， 相的成分接近纯锑，故其共晶体由 和锑组成。这两个合金系的共晶体组织见图 3 一 10 和图 3 一 11 所示。共晶体的形态随其组成相的本质、冷却速度及相对量的不同可表现出层片状、树枝状、针状，棒状（条或纤维状） 、球状、螺旋状等多种特征，如图 312。现就金属材料而言，分别讨论于下：1.金属金属型共晶（非光滑非
12、光滑界面）金属一金属型共晶组织凝固时，两相的液一固界面均为微观粗糙型，凝固后常形成规则共晶体。属于这类共晶的有：金属与金属的共晶体；金属与部分金属间化合物的共晶体。这类共晶体合金的显微组织大多数呈现出层片状或棒状的特征。2.金属非金属型共晶（非光滑光滑界面）金属一非金属型共晶组织凝固时，金属相的液一固界面多为微观粗糙型，生长速度较快，而非金属相的液一固界面多为微观光滑型，生长速度较慢，金属相的超前生长迫使后生长的非金属相产生分枝，因而形成各种复杂的形态。属于这类共晶的有：金属与非金属或亚金属以及金属与部分金属间化合物组成的共晶体。这类共晶体合金形成的共晶体的显微组织呈现出树枝状、针状及骨骼状等
13、复杂的形态特征，如 AlSi、冰醋酸硝酸水溶液 200 冰醋酸双氧水 82图 3-10 Pb-Sn 合金的共晶体 图 3-11 Pb-Sb 合金的共晶体a：Al-Si 合金中的针状共晶体 b：Cu-O 合金中的球状共晶体C：Mg-Zn 合金中的螺旋状共晶体 d：Al-Cu 合金中的片状共晶体图 3-12 共晶体形态FeC（G） 、PbSb 等合金共晶均属于此类。在非平衡结晶时，一定条件下（快速冷却或加入微量第三组元） ，共晶反应会得到伪共晶组织。例如，在 AlSi 系中，共晶成份的铝硅合金在快速冷却条件下，如图 313 所示。由于伪共晶区偏向硅的一侧，共晶成份的过冷液体表象点 a 不会落在伪共
14、晶区内，只有先结晶出 相而使液相成份右移至 b 点后才能发生共晶转变。因此共晶成份的合金得到亚共晶组织。其组织组成为初生 相加细小的共晶体，如图 314 所示。图 3-13 Al-Si 合金系的伪共晶区 图 3-14 Al-11.7%Si 合金的快冷组织（三）亚共晶和过共晶合金成分位于共晶线上共晶点左侧和右侧的合金分别称为亚共晶和过共晶合金，这些合金在冷却时先结晶出初生晶体，当冷到共晶温度时，剩余液相的成分变到共晶点；即发生共晶反应形成共晶体：故其凝固后的组织为初生晶体加共晶体。合金成分距共晶点愈近时，组织中的初生晶体数量就愈少。凝固后继续冷却到室温的过程中，若有固溶度变化，则还将析出二次相。如图 3-15 为 Pb-Sn 系中的亚共晶合金，其组织为初冰醋酸硝酸水溶液 200 冰醋酸双氧水溶液 82图 3-15 Pb-50%Sn 合金的显微组织 图 3-16 Pb-20%Sb 合金的显微组织生的铅基固溶体（）加共晶体（ 十 ） ，图 3 一 16 为 Pb 一 Sb 系中的过共晶合金，其组织为初生晶体（Sb）加共晶体（ 十 Sb） 。初生晶体的形态与其本质和数量有关。纯金属及其固溶体的初晶组织形态一般呈树枝状，在不同截面上可呈完整树枝、部分树枝和卵形排列。对一些金属性较差、晶体结构较复杂的元素（如 Sb、Si、Bi）或化合物的初生晶体，
