共晶合金的凝固方式是什么

❶ 铸件的凝固方式分为哪三种

1.逐层凝固方式

逐层凝固方式如图所示，从图中可以看出，铸件温度梯度较大，而合金的结晶温度范围较窄，固液两相区的宽度较小，固相界面逐层向铸件中心推进。逐层凝固方式铸件组织致密，铸件质量好，但在最后凝固的位置会形成集中缩孔。可通过在铸件最后凝固部位设置冒口使缩孔产生在冒口中，从而消除铸件中的缩孔。纯金属、共晶合金等结晶温度范围窄的合金一般通过控制铸件温度场使铸件形成逐层凝固方式，并在最后凝固部位设置冒口清除铸件中的缩孔。

逐层凝固方式示意图

（1）体积凝固方式对结晶温度范围较宽的合金，如果铸件温度梯度较小，则在从铸件表面到中心的范围内几乎全部为液固两相区，即整个铸件体积内几乎同时结晶。体积凝固方式如图所示。

体积凝固方式示意图

宽结晶温度范围的合金在小的温度梯度下易形成体积凝固方式。体积凝固方式使铸件在整个体积内几乎同时结晶，许多同时凝固的最终部位因没有补缩金属液而形成分散的缩孔，使铸件的力学性能降低。对宽结晶温度范围的合金，可通过控制使铸件形成较大温度梯度，铸件以逐层凝固方式凝固消除缩孔，从而提高铸件质量。

（2）中间凝固方式一般情况下，以中间凝固方式凝固的合金具有一定的结晶温度范围，铸件温度梯度具有一定数值，铸件凝固过程中存在固相区、液相区和固液两相区，固液两相区的宽度并不是很大，如图所示。

中间凝固方式示意图

2.凝固时间计算

为保证冒口和冷铁具有合适的尺寸和正确的位置，并掌握合适的开箱时间，应对铸件的凝固时间进行估算。

实践表明，铸件的凝固时间与铸件的形状、铸型材料有关。对于平板铸件（厚度为D），铸件的凝固时间τ为τ＝14J2D式中，K为铸件的凝固系数，可通过实验方法得到。几种合金在砂型中的凝固系数如表所示。

合金在砂型中的凝固系数K（M／S12）

对于除平板以外形状（圆柱、球等）的铸件，用铸件体积V与铸件表面积S的比值M＝V／S来代替平板厚度，称M为铸件凝固模数或当量厚度，其凝固时间为τ＝1K2VS()2＝1K2M2此公式为“CHVORINOV”法则。此公式表明，只要铸件的模数相等，不管质量如何，凝固时间相近。

❷ 共晶合金凝固过程的形核和长大各有什么特点

固溶体的凝固依赖于组元的扩散，要达到平衡凝固，必须有足够的时间使扩散进行充分。在工业生产中，合金熔液浇注后的冷却速度较快，在每一温度下不能保持足够的扩散时间，使凝固过程偏离平衡条件，称为非平衡结晶（非平衡凝固）。非平衡凝固的特点有：
凝固过程中，液、固两相的成分偏离液、固相线；
凝固过程进行到一更低的温度才能完成；
生成固体的成分是不均匀的。
随着冷却速度的增大，这些特点表现的愈明显。

与纯金属相比，固溶体合金凝固过程有两个特点：
1、固溶体合金凝固时析出的固相成分与原液相成份不同，需成份起伏。α晶粒的形核位置是那些结构起伏、能量起伏和成分起伏都满足要求的地方。
2、固溶体合金凝固时依赖于异类原子的互相扩散

❸ 什么是共晶

共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金直接从液态变到固态，而不经过塑性阶段，是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。

含义

其熔化温度称共晶温度。

一种合金或固溶体，其所含组分的比例是这样的，即在具有这样的组分比例时其熔点可能最低。

特点

共晶是在低于任一种组成物金属熔点的温度下所有成分的融合。在大多数例子中，共晶合金中组成物金属的熔点与它在纯金属状态下的熔点相差100℃。

和共晶相关的还有包晶，亚共晶等名词，一般用在热处理工业，冶金工业，硅酸盐工业等。

共晶合金具有特定的凝固点，这是与其他非共晶合金最显著的差别。

共晶反应

共晶反应是指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应。所生成的两种固相机械地混合在一起，形成有固定化学成分的基本组织，被统称为共晶体。发生共晶反应时有三相共存，它们各自的成分是确定的，反应在恒温下平衡地进行。

特点

最简单的共晶反应是在二元合金系统中，具有共晶成分的液体L，在共晶温度下同时凝固形成两固体相α和β共晶组织。通常用公式L→a+β表示。在此共晶反应温度下，出现L、α及β三相共存。以此方式凝固的合金为共晶合金。偏离共晶成分的合金组织为亚共晶或过共晶。

发生共晶反应的合金的结晶：Pb-Sn合金相图中有三种相

Pb与Sn形成的液溶体L相、Sn溶于Pb中的有限固溶体α相、Pb溶于Sn中的有限固溶体β相、相图中有三个单相区：L、α、β，三个双相区：L+α、L+β、α+β，一条L+α+β的三相共存线(水平线cde)。这种相图称为共晶相图。（Al-Si、Ag-Cu合金也具有共晶相图）

❹ 共晶成分合金有什么组成

首先解释一下什么叫做共晶组织：
组成共晶相图的两组元，在液态可以无限互溶，在固态只能部分互溶，甚至完全不溶。两组元的混合物使合金的熔点比各组元低，因此，液相线从两端纯组元向中间凹下，两条液相线的交点所对应的温度称为共晶温度。在该温度下，液相通过共晶凝固同时结晶出两个固相，这样的两相的混合物称为共晶组织或共晶体。
共晶成分合金的组成：
α+β两相混合组织

❺ 阐述铸造金属凝固的形式：同时凝固、顺序凝固、糊状凝固的特征及适合金属种类特征和工艺

顺序凝固：铸件的顺序凝固原则是采取各种措施，保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时，可使缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。

带有冒口的板状铸件，采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的，所以铸件纵断面中心线上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。

在向着冒口张开的ϕ 角范围内，金属都处于液态，形成“楔形”补缩通道，ϕ 角越大，越有利于冒口的补缩如图所示。同时凝固条件下，扩张角ϕ 等于零，没有补缩通道，无法实现补缩。但是由于同时拉伸的应力及阶段。

1、弹性：εe=σe/E，指标σe，E。

2、刚性：△L=P·l/E·F抵抗弹性变形的能力强度。

3、强度：σs---屈服强度，σb---抗拉强度。

4、韧性：冲击吸收功A。

5、疲劳强度：交变负荷σ-1<σs。

6、硬度HR、HV、HB。

(5)共晶合金的凝固方式是什么扩展阅读：

凝固过程中液态金属的流动、单向凝固技术、快速凝固。与第一版相比，修订后的新书增加了数值模拟最新内容，以及液态金属结构、固－液界面非线性动力理论、快速凝固热力学和动力学等内容，反映了凝固理论和技术的发展。

富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。金属中延展性最好的是Au，导电好的依次是Ag、Cu、Al；金属可分为有色金属-黑色金属、重金属-轻金属等；一种音乐风格，通常被成为重金属

❻ 铸件的凝固方式有哪些哪些合金倾向于逐层凝固

铸件在凝固的过程中，其断面上一般分为三个区:1固相区2凝固区3液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄，依此划分凝固方式。

1)中间凝固：大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。

2)逐层凝固:纯金属，共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区，断面液，固两相由一条界限清楚分开，随温度下降，固相层不断增加，液相层不断减少，直达中心。

3)糊状凝固：合金结晶温度范围很宽，在凝固某段时间内，铸件表面不存在固体层，凝固区贯穿整个断面，先糊状，后固化。

影响铸件凝固方式的因素总结：

1)铸件的温度梯度。合金结晶温度范围一定时，凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小，凝固区愈宽。(内外温差大，冷却快，凝固区窄)。

2)合金的结晶温度范围。范围小:凝固区窄，愈倾向于逐层凝固。如:砂型铸造，低碳钢逐层凝固，高碳钢糊状凝固。

❼ 共晶合金凝固需要过冷度吗

所有凝固过程都需要过冷度，从热力学角度来看，纯金属凝固也是在恒温条件下进行的。
低速定向凝固过程中包括成分过冷和曲率过冷两项。如果您对这个问题感兴趣的话可以参考共晶凝固经典理论-JH模型，Lamellar and Rod Eutectic Growth，请搜索网络文库，具体网址不让发

❽ 合金的凝固方式与流动性的关系

一） 合金的凝固方式：
1． 顺序凝固：铸件的顺序凝固原则是采取各种措施，保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固，冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时，可使缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。带有冒口的板状铸件，采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的，所以铸件纵断面中心线上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。在向着冒口张开的ϕ 角范围内，金属都处于液态，形成“楔形”补缩通道，ϕ 角越大，越有利于冒口的补缩如图所示。同时凝固条件下，扩张角ϕ 等于零，没有补缩通道，无法实现补缩。合金的流动性好。
2． 同时凝固：采取工艺措施保证铸件各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固，凝固时铸件温差小，不容易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形，因此常在以下情况下采用。
（1）碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩较小甚至不收缩，合金本身不易产生缩孔和缩松。
（2）结晶温度范围大，容易产生缩松的合金（如锡青铜），对气密性要求不高时，可采用这一原则，以简化工艺。
（3）壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向于同时凝固，消除缩松困难，应采用同时凝固原则。
（4）球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时， 必须采用同时凝固原则。
（5）某些适合采用顺序凝固原则的铸件，当热裂、变形成为主要矛盾时，可采用同时凝固原则。
合金的流动性比顺序凝固好。

3． 糊状凝固：在整个铸件开始结晶，始终存在液固混合物，呈糊状, 如同水泥充型能力差，结构不紧密、机械性能不好。如球墨铸铁、锡青铜、铝铜合金，倾向糊状凝，合金的流动性差。
二） 合金的流动性：
合金影响合金流动性的因素
（1）   化学成份  纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小，同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好；其它成分的合金是在一定温度范围内结晶的，由于初生树枝状晶体与液体金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。
（2）   铸型及浇注条件  铸型的结构越复杂、导热性越好，合金的流动性就越差。提高合金的浇注温度和浇注速度，以及增大静压头的高度会使合金的流动性增加。合金流动性差铸件容易产生浇不到、冷隔等缺陷。也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。
三） 结论
本人在实际教育及实现中体会：合金的凝固方式与流动性的关系：1）糊状凝固差、2） 顺序凝固中等、3） 同时凝固最好。

❾ 合金的凝固方式与铸件质量有什么关系

铸件的凝固方式

（1）逐层凝固方式

合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。

（2）糊状凝固方式

合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固，这种凝固方式称为糊状凝固。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。

（3）中间凝固方式

大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。

(9)共晶合金的凝固方式是什么扩展阅读：

凝固方式的影响因素

（1）合金凝固温度范围的影响

合金的液相线和固相交叉在一起，或间距很小，则金属趋于逐层凝固；如两条相线之间的距离很大，则趋于糊状凝固；如两条相线间距离较小，则趋于中间凝固方式。

（2）铸件温度梯度的影响

增大温度梯度，可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化；反之，铸件的凝固方式向糊状凝固转化。

铸造合金的收缩

铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。它主要包括以下三个阶段：

1.液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。

2.凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。

3.固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。