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Cu10Zm合金的鑄態組織,該合金為a單相固溶體,枝晶干富銅,枝晶間富鋅。當CuZn合金中鋅含量達30%-32%時,則因非平衡凝固會導致枝晶間出現少量B相(包晶反應所得)。紫銅止水片Cu7A合金及Cu6.55n0.1P合金鑄態組織。從圖2-18(a)可知,平衡態為單相a固溶體的Cu7A合金,在鑄態下,基體為具有枝晶偏析的a固溶體,枝晶間出現非平衡的少量(a+Y2)共析產物。這種共析體是因非平衡結晶時生產了非平衡共晶(a+B),其中的β相再發生共析轉變所致。Cu6.55m0.1P合金在平衡態亦應為單相的a固溶體,但在鑄錠時非平衡凝固的條件下,基體a具有較嚴重的枝晶偏析枝晶間富錫和磷,在一定情況下可能在枝間出現(a+8)共析體及Cu3P化合物(可視為++Cu3P三相低熔共晶)CuAl系合金中,當含鋁量超過7%時會出現β相。在降至一定溫度時,B相會發生共析分解,生成a+y2共析體。含鋁較高的圖2-17Cu-10Zn合金鑄態組織120合金,凝固時亦會首先生成B晶粒,溫度進步降低時,將從B相基體中析出具有魏氏組織特征的a相。
1.純銅的鑄錠組
從低倍組織可知,鑄錠邊部為柱狀晶,中部則為較粗的等軸晶。實際上,當鑄錠時冷卻強度足夠大或鑄錠尺寸較小的情況下,整個鑄錠可能全由柱狀晶組成。紫銅止水片其他銅合金的低倍組織均具有與此相同的特點。從顯組織觀察可知,晶粒內部無明顯特征,晶界較細,與一般單相合金的平衡結晶組織無異。
2.單相銅合金的鑄錠組織特征
銅合金的凝固過程為非平衡過程,所以其鑄錠組織一般偏離平衡態。下面以勻晶、包晶及共晶二元系合金為例說明。
勻晶系相圖及某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。
一包晶系相圖和某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。與勻晶系合金類似,a1-a4表示x合金凝固時固相(a)平均成分的走向,即非平衡固相線。x合金按平衡態凝固時,固相點溫度應為T3,凝固完畢應為a單相
固溶體晶粒。但在非平衡凝固的情況下,x合紫銅止水片Cu30Ni合金鑄造顯金冷至T4溫度時,剩余的液相L4將與部分固相a4發生包晶反應,即a4+L4→B,完成 的凝固過程,因此該合金的 凝固溫度為T4,并產生了一種通過包晶反應而得到的新相B。此種B相為非平衡相,因為按平衡態,該相在x合金中是不存在的。一共晶系相圖和某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。x合金凝固過程與上面兩個系列合金類似,a1-a表示x合金凝固時固相平均成分的走向。按平衡態凝固x合金的固相點溫度將為T3,凝固后合金組織為a單相固溶體晶粒。但在實際的非平衡凝固條件下,紫銅止水片在T溫度時,剩余液相(L。)將發生共晶反應即L。→a+,生成平衡態下不存在的非平衡共晶。
