共晶合金的凝固方式是什麼

❶ 鑄件的凝固方式分為哪三種

1.逐層凝固方式

逐層凝固方式如圖所示，從圖中可以看出，鑄件溫度梯度較大，而合金的結晶溫度范圍較窄，固液兩相區的寬度較小，固相界面逐層向鑄件中心推進。逐層凝固方式鑄件組織緻密，鑄件質量好，但在最後凝固的位置會形成集中縮孔。可通過在鑄件最後凝固部位設置冒口使縮孔產生在冒口中，從而消除鑄件中的縮孔。純金屬、共晶合金等結晶溫度范圍窄的合金一般通過控制鑄件溫度場使鑄件形成逐層凝固方式，並在最後凝固部位設置冒口清除鑄件中的縮孔。

逐層凝固方式示意圖

（1）體積凝固方式對結晶溫度范圍較寬的合金，如果鑄件溫度梯度較小，則在從鑄件表面到中心的范圍內幾乎全部為液固兩相區，即整個鑄件體積內幾乎同時結晶。體積凝固方式如圖所示。

體積凝固方式示意圖

寬結晶溫度范圍的合金在小的溫度梯度下易形成體積凝固方式。體積凝固方式使鑄件在整個體積內幾乎同時結晶，許多同時凝固的最終部位因沒有補縮金屬液而形成分散的縮孔，使鑄件的力學性能降低。對寬結晶溫度范圍的合金，可通過控制使鑄件形成較大溫度梯度，鑄件以逐層凝固方式凝固消除縮孔，從而提高鑄件質量。

（2）中間凝固方式一般情況下，以中間凝固方式凝固的合金具有一定的結晶溫度范圍，鑄件溫度梯度具有一定數值，鑄件凝固過程中存在固相區、液相區和固液兩相區，固液兩相區的寬度並不是很大，如圖所示。

中間凝固方式示意圖

2.凝固時間計算

為保證冒口和冷鐵具有合適的尺寸和正確的位置，並掌握合適的開箱時間，應對鑄件的凝固時間進行估算。

實踐表明，鑄件的凝固時間與鑄件的形狀、鑄型材料有關。對於平板鑄件（厚度為D），鑄件的凝固時間τ為τ＝14J2D式中，K為鑄件的凝固系數，可通過實驗方法得到。幾種合金在砂型中的凝固系數如表所示。

合金在砂型中的凝固系數K（M／S12）

對於除平板以外形狀（圓柱、球等）的鑄件，用鑄件體積V與鑄件表面積S的比值M＝V／S來代替平板厚度，稱M為鑄件凝固模數或當量厚度，其凝固時間為τ＝1K2VS()2＝1K2M2此公式為「CHVORINOV」法則。此公式表明，只要鑄件的模數相等，不管質量如何，凝固時間相近。

❷ 共晶合金凝固過程的形核和長大各有什麼特點

固溶體的凝固依賴於組元的擴散，要達到平衡凝固，必須有足夠的時間使擴散進行充分。在工業生產中，合金熔液澆注後的冷卻速度較快，在每一溫度下不能保持足夠的擴散時間，使凝固過程偏離平衡條件，稱為非平衡結晶（非平衡凝固）。非平衡凝固的特點有：
凝固過程中，液、固兩相的成分偏離液、固相線；
凝固過程進行到一更低的溫度才能完成；
生成固體的成分是不均勻的。
隨著冷卻速度的增大，這些特點表現的愈明顯。

與純金屬相比，固溶體合金凝固過程有兩個特點：
1、固溶體合金凝固時析出的固相成分與原液相成份不同，需成份起伏。α晶粒的形核位置是那些結構起伏、能量起伏和成分起伏都滿足要求的地方。
2、固溶體合金凝固時依賴於異類原子的互相擴散

❸ 什麼是共晶

共晶是指在相對較低的溫度下共晶焊料發生共晶物熔合的現象，共晶合金直接從液態變到固態，而不經過塑性階段，是一個液態同時生成兩個固態的平衡反應。

含義

其熔化溫度稱共晶溫度。

一種合金或固溶體，其所含組分的比例是這樣的，即在具有這樣的組分比例時其熔點可能最低。

特點

共晶是在低於任一種組成物金屬熔點的溫度下所有成分的融合。在大多數例子中，共晶合金中組成物金屬的熔點與它在純金屬狀態下的熔點相差100℃。

和共晶相關的還有包晶，亞共晶等名詞，一般用在熱處理工業，冶金工業，硅酸鹽工業等。

共晶合金具有特定的凝固點，這是與其他非共晶合金最顯著的差別。

共晶反應

共晶反應是指在一定的溫度下，一定成分的液體同時結晶出兩種一定成分的固相的反應。所生成的兩種固相機械地混合在一起，形成有固定化學成分的基本組織，被統稱為共晶體。發生共晶反應時有三相共存，它們各自的成分是確定的，反應在恆溫下平衡地進行。

特點

最簡單的共晶反應是在二元合金系統中，具有共晶成分的液體L，在共晶溫度下同時凝固形成兩固體相α和β共晶組織。通常用公式L→a+β表示。在此共晶反應溫度下，出現L、α及β三相共存。以此方式凝固的合金為共晶合金。偏離共晶成分的合金組織為亞共晶或過共晶。

發生共晶反應的合金的結晶：Pb-Sn合金相圖中有三種相

Pb與Sn形成的液溶體L相、Sn溶於Pb中的有限固溶體α相、Pb溶於Sn中的有限固溶體β相、相圖中有三個單相區：L、α、β，三個雙相區：L+α、L+β、α+β，一條L+α+β的三相共存線(水平線cde)。這種相圖稱為共晶相圖。（Al-Si、Ag-Cu合金也具有共晶相圖）

❹ 共晶成分合金有什麼組成

首先解釋一下什麼叫做共晶組織：
組成共晶相圖的兩組元，在液態可以無限互溶，在固態只能部分互溶，甚至完全不溶。兩組元的混合物使合金的熔點比各組元低，因此，液相線從兩端純組元向中間凹下，兩條液相線的交點所對應的溫度稱為共晶溫度。在該溫度下，液相通過共晶凝固同時結晶出兩個固相，這樣的兩相的混合物稱為共晶組織或共晶體。
共晶成分合金的組成：
α+β兩相混合組織

❺ 闡述鑄造金屬凝固的形式：同時凝固、順序凝固、糊狀凝固的特徵及適合金屬種類特徵和工藝

順序凝固：鑄件的順序凝固原則是採取各種措施，保證鑄件各部分按照距離冒口的遠近由遠及近朝著冒口方向凝固，冒口本身最後凝固。鑄件按照這一原則凝固時，可使縮孔集中在冒口中，獲得緻密的鑄件。

帶有冒口的板狀鑄件，採用頂注式澆注。由於金屬液是從冒口澆入的，所以鑄件縱斷面中心線上的溫度自遠離冒口處向冒口方向依次遞增。

在向著冒口張開的ϕ 角范圍內，金屬都處於液態，形成「楔形」補縮通道，ϕ 角越大，越有利於冒口的補縮如圖所示。同時凝固條件下，擴張角ϕ 等於零，沒有補縮通道，無法實現補縮。但是由於同時拉伸的應力及階段。

1、彈性：εe=σe/E，指標σe，E。

2、剛性：△L=P·l/E·F抵抗彈性變形的能力強度。

3、強度：σs---屈服強度，σb---抗拉強度。

4、韌性：沖擊吸收功A。

5、疲勞強度：交變負荷σ-1<σs。

6、硬度HR、HV、HB。

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凝固過程中液態金屬的流動、單向凝固技術、快速凝固。與第一版相比，修訂後的新書增加了數值模擬最新內容，以及液態金屬結構、固－液界面非線性動力理論、快速凝固熱力學和動力學等內容，反映了凝固理論和技術的發展。

富有展性、延性及導熱性、導電性的這一類物質。金屬中延展性最好的是Au，導電好的依次是Ag、Cu、Al；金屬可分為有色金屬-黑色金屬、重金屬-輕金屬等；一種音樂風格，通常被成為重金屬

❻ 鑄件的凝固方式有哪些哪些合金傾向於逐層凝固

鑄件在凝固的過程中，其斷面上一般分為三個區:1固相區2凝固區3液相區對凝固區影響較大的是凝固區的寬窄，依此劃分凝固方式。

1)中間凝固：大多數合金的凝固介於逐層凝固和糊狀凝固之間。

2)逐層凝固:純金屬，共晶成分合金在凝固過程中沒有凝固區，斷面液，固兩相由一條界限清楚分開，隨溫度下降，固相層不斷增加，液相層不斷減少，直達中心。

3)糊狀凝固：合金結晶溫度范圍很寬，在凝固某段時間內，鑄件表面不存在固體層，凝固區貫穿整個斷面，先糊狀，後固化。

影響鑄件凝固方式的因素總結：

1)鑄件的溫度梯度。合金結晶溫度范圍一定時，凝固區寬度取決於鑄件內外層的溫度梯度。溫度梯度愈小，凝固區愈寬。(內外溫差大，冷卻快，凝固區窄)。

2)合金的結晶溫度范圍。范圍小:凝固區窄，愈傾向於逐層凝固。如:砂型鑄造，低碳鋼逐層凝固，高碳鋼糊狀凝固。

❼ 共晶合金凝固需要過冷度嗎

所有凝固過程都需要過冷度，從熱力學角度來看，純金屬凝固也是在恆溫條件下進行的。
低速定向凝固過程中包括成分過冷和曲率過冷兩項。如果您對這個問題感興趣的話可以參考共晶凝固經典理論-JH模型，Lamellar and Rod Eutectic Growth，請搜索網路文庫，具體網址不讓發

❽ 合金的凝固方式與流動性的關系

一） 合金的凝固方式：
1． 順序凝固：鑄件的順序凝固原則是採取各種措施，保證鑄件各部分按照距離冒口的遠近由遠及近朝著冒口方向凝固，冒口本身最後凝固。鑄件按照這一原則凝固時，可使縮孔集中在冒口中，獲得緻密的鑄件。帶有冒口的板狀鑄件，採用頂注式澆注。由於金屬液是從冒口澆入的，所以鑄件縱斷面中心線上的溫度自遠離冒口處向冒口方向依次遞增。在向著冒口張開的ϕ 角范圍內，金屬都處於液態，形成「楔形」補縮通道，ϕ 角越大，越有利於冒口的補縮如圖所示。同時凝固條件下，擴張角ϕ 等於零，沒有補縮通道，無法實現補縮。合金的流動性好。
2． 同時凝固：採取工藝措施保證鑄件各部分之間沒有溫差或溫差盡量小，使各部分同時凝固，凝固時鑄件溫差小，不容易產生熱裂，凝固後不易引起應力和變形，因此常在以下情況下採用。
（1）碳硅含量高的灰鑄鐵，其體收縮較小甚至不收縮，合金本身不易產生縮孔和縮松。
（2）結晶溫度范圍大，容易產生縮松的合金（如錫青銅），對氣密性要求不高時，可採用這一原則，以簡化工藝。
（3）壁厚均勻的鑄件，尤其是均勻薄壁鑄件，傾向於同時凝固，消除縮松困難，應採用同時凝固原則。
（4）球墨鑄鐵件利用石墨化膨脹進行自補縮時， 必須採用同時凝固原則。
（5）某些適合採用順序凝固原則的鑄件，當熱裂、變形成為主要矛盾時，可採用同時凝固原則。
合金的流動性比順序凝固好。

3． 糊狀凝固：在整個鑄件開始結晶，始終存在液固混合物，呈糊狀, 如同水泥充型能力差，結構不緊密、機械性能不好。如球墨鑄鐵、錫青銅、鋁銅合金，傾向糊狀凝，合金的流動性差。
二） 合金的流動性：
合金影響合金流動性的因素
（1）   化學成份  純金屬和共晶成分的合金，由於是在恆溫下進行結晶，液態合金從表層逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對液態合金的流動阻力較小，同時，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動性最好；其它成分的合金是在一定溫度范圍內結晶的，由於初生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流動阻力加大，合金的流動性大大下降，合金的結晶溫度區間越寬，流動性越差。
（2）   鑄型及澆注條件  鑄型的結構越復雜、導熱性越好，合金的流動性就越差。提高合金的澆注溫度和澆注速度，以及增大靜壓頭的高度會使合金的流動性增加。合金流動性差鑄件容易產生澆不到、冷隔等缺陷。也是引起鑄件氣孔、夾渣和縮孔缺陷的間接原因。
三） 結論
本人在實際教育及實現中體會：合金的凝固方式與流動性的關系：1）糊狀凝固差、2） 順序凝固中等、3） 同時凝固最好。

❾ 合金的凝固方式與鑄件質量有什麼關系

鑄件的凝固方式

（1）逐層凝固方式

合金在凝固過程中其斷面上固相和液相由一條界線清楚地分開，這種凝固方式稱為逐層凝固。常見合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業純銅、工業純鋁、共晶鋁硅合金及某些黃銅都屬於逐層凝固的合金。

（2）糊狀凝固方式

合金在凝固過程中先呈糊狀而後凝固，這種凝固方式稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。

（3）中間凝固方式

大多數合金的凝固介於逐層凝固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。

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凝固方式的影響因素

（1）合金凝固溫度范圍的影響

合金的液相線和固相交叉在一起，或間距很小，則金屬趨於逐層凝固；如兩條相線之間的距離很大，則趨於糊狀凝固；如兩條相線間距離較小，則趨於中間凝固方式。

（2）鑄件溫度梯度的影響

增大溫度梯度，可以使合金的凝固方式向逐層凝固轉化；反之，鑄件的凝固方式向糊狀凝固轉化。

鑄造合金的收縮

鑄造合金從液態冷卻到室溫的過程中，其體積和尺寸縮減的現象稱為收縮。它主要包括以下三個階段：

1.液態收縮金屬在液態時由於溫度降低而發生的體積收縮。

2.凝固收縮熔融金屬在凝固階段的體積收縮。液態收縮和凝固收縮是鑄件產生縮孔和縮松的基本原因。

3.固態收縮金屬在固態時由於溫度降低而發生的體積收縮。固態收縮對鑄件的形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應力、變形和裂紋等缺陷產生的基本原因。