某二元合金相图如图所示。合金液成分为WB=40%,置于长瓷舟中并从左端开始凝固。温度梯度大到足以使固液界面保持平面生长。1)假设固相无扩散,液相均匀混合。试求:α相与液相之间的平衡分配系数k;凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分之几?画出凝固后的试棒中溶质B的浓度沿试棒长度的分布曲线,并注明各特征成分及其位置。2)假设固相无扩散,液相有扩散而无对流。求达到稳态凝固时:固-液界面的Cs*和CL*t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 1001)液相均匀混合时:a) t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100 b) 共晶体所占的百分数应该是,在共晶温度时所剩余的液相,此时应利用夏尔公式 t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100 t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100%,t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 10040% 60%=40%×t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100 t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100 44.4% 所以,共晶体占试棒长度的44.4%t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100c)2) 达到稳态凝固时Cs*=C=40% CL*= C/k=40%/0.5=80%17.论述成分过冷与热过冷的涵义以及它们之间的区别和联系。成分过冷的涵义:合金在不平衡凝固时,使液固界面前沿的液相中形成溶质富集层,因富集层中各处的合金成分不同,具有不同的熔点,造成液固前沿的液相处于不同的过冷状态,这种由于液固界面前沿合金成分不同造成的过冷。热过冷的涵义: 界面液相侧形成的负温度剃度,使得界面前方获得大于t/Cd-|||-900 L-|||-500-|||-α-|||-A 30 40 60 B-|||-_(B)times 100的过冷度。成分过冷与热过冷的区别 :热过冷是由于液体具有较大的过冷度时,在界面向前推移的情况下,结晶潜热的释放而产生的负温度梯度所形成的。可出现在纯金属或合金的凝固过程中,一般都生成树枝晶。成分过冷是由溶质富集所产生,只能出现在合金的凝固过程中,其产生的晶体形貌随成分过冷程度的不同而不同,当过冷程度增大时,固溶体生长方式由无成分过冷时的“平面晶”依次发展为:胞状晶→柱状树枝晶→内部等轴晶(自由树枝晶)。成分过冷与热过冷的联系:对于合金凝固,当出现“热过冷”的影响时,必然受“成分过冷”的影响,而且后者往往更为重要。即使液相一侧不出现负的温度梯度,由于溶质再分配引起界面前沿的溶质富集,从而导致平衡结晶温度的变化。在负温梯下,合金的情况与纯金属相似,合金固溶体结晶易于出现树枝晶形貌。18.焊接熔池凝固结晶的特点。

某二元合金相图如图所示。合金液成分为WB=40%,置于长瓷舟中并从左端开始凝固。温度梯度大到足以使固液界面保持平面生长。

1)假设固相无扩散,液相均匀混合。试求:α相与液相之间的平衡分配系数k;凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分之几?画出凝固后的试棒中溶质B的浓度沿试棒长度的分布曲线,并注明各特征成分及其位置。

2)假设固相无扩散,液相有扩散而无对流。求达到稳态凝固时:固-液界面的Cs*和CL*

1)液相均匀混合时:a) b) 共晶体所占的百分数应该是,在共晶温度时所剩余的液相,此时应利用夏尔公式 %,40% 60%=40%× 44.4% 所以,共晶体占试棒长度的44.4%

c)

2) 达到稳态凝固时Cs*=C=40% CL*= C/k=40%/0.5=80%

17.论述成分过冷与热过冷的涵义以及它们之间的区别和联系。

成分过冷的涵义:合金在不平衡凝固时,使液固界面前沿的液相中形成溶质富集层,因富集层中各处的合金成分不同,具有不同的熔点,造成液固前沿的液相处于不同的过冷状态,这种由于液固界面前沿合金成分不同造成的过冷。

热过冷的涵义: 界面液相侧形成的负温度剃度,使得界面前方获得大于的过冷度。

成分过冷与热过冷的区别 :

热过冷是由于液体具有较大的过冷度时,在界面向前推移的情况下,结晶潜热的释放而产生的负温度梯度所形成的。可出现在纯金属或合金的凝固过程中,一般都生成树枝晶。

成分过冷是由溶质富集所产生,只能出现在合金的凝固过程中,其产生的晶体形貌随成分过冷程度的不同而不同,当过冷程度增大时,固溶体生长方式由无成分过冷时的“平面晶”依次发展为:胞状晶→柱状树枝晶→内部等轴晶(自由树枝晶)。

成分过冷与热过冷的联系:

对于合金凝固,当出现“热过冷”的影响时,必然受“成分过冷”的影响,而且后者往往更为重要。即使液相一侧不出现负的温度梯度,由于溶质再分配引起界面前沿的溶质富集,从而导致平衡结晶温度的变化。在负温梯下,合金的情况与纯金属相似,合金固溶体结晶易于出现树枝晶形貌。

18.焊接熔池凝固结晶的特点。