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一包晶系相图和某合金凝固时可能的非平衡固相线轨迹。与匀晶系合金类似,a1-a4表示x合金凝固时固相(a)平均成分的走向,即非平衡固相线。x合金按平衡态凝固时,固相点温度应为T3,凝固完毕应为a单相固溶体晶粒。但在非平衡凝固的情况下,x合紫铜止水片Cu30Ni合金铸造显金冷至T4温度时,剩余的液相L4将与部分固相a4发生包晶反应,即a4+L4→B,完成 的凝固过程,因此该合金的 凝固温度为T4,并产生了一种通过包晶反应而得到的新相B。此种B相为非平衡相,因为按平衡态,该相在x合金中是不存在的。一共晶系相图和某合金凝固时可能的非平衡固相线轨迹。x合金凝固过程与上面两个系列合金类似,a1-a表示x合金凝固时固相平均成分的走向。按平衡态凝固x合金的固相点温度将为T3,凝固后合金组织为a单相固溶体晶粒。但在实际的非平衡凝固条件下,紫铜止水片在T温度时,剩余液相(L。)将发生共晶反应即L。→a+,生成平衡态下不存在的非平衡共晶。
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紫铜止水片凝固现象和组织
1.纯铜的铸锭组
从低倍组织可知,铸锭边部为柱状晶,中部则为较粗的等轴晶。实际上,当铸锭时冷却强度足够大或铸锭尺寸较小的情况下,整个铸锭可能全由柱状晶组成。紫铜止水片其他铜合金的低倍组织均具有与此相同的特点。从显组织观察可知,晶粒内部无明显特征,晶界较细,与一般单相合金的平衡结晶组织无异。2.单相铜合金的铸锭组织特征
铜合金的凝固过程为非平衡过程,所以其铸锭组织一般偏离平衡态。下面以匀晶、包晶及共晶二元系合金为例说明。
匀晶系相图及某合金凝固时可能的非平衡固相线轨迹。
对于加工材料而言,紫铜止水片铸锭塑性是至关重要的。为了保证铸锭良好的变形塑性,除防止铸锭中的一些缺陷外,显然不希望铸锭组织处于非平衡凝固状态。由于产生非平衡状态的原因是结晶过程中扩散受阻,因而此种状态在热力学上是亚稳定的,有自动向平衡态转化的趋势。人们可利用这一趋势,将铸态合金加热到一定温度,提高原子扩散能力,使其较快完成由非平衡向平衡状态的转化过程。这种处理称为均匀化退火或扩散退火。热轧是紫铜片止水带生产中铸锭开坯的主要手段。充分利用紫铜片止水带在高温条件下具有优异的塑性这一特点,从而以较小的轧制力实现较大程度的变形。热轧的铸锭一般由半连续、连续铸造或铁模铸造提供。铸锭规格的选择应考虑产品的品种、规格、生产规模、轧机设备条件及铸造方式等。铸锭的厚度一般与轧辊的直径之比为1:(3.5~7),同时不超过轧机的开口度;在设备、工艺条件允许的情况下增大铸锭的厚度,可以提高生产效率和成品率。铸锭宽度通常等于或数倍于成品宽度,并适当考虑宽展量及切边量;一般铸锭宽度还应控制在轧辊长度的80%以内。铸锭的长度在满足终轧温度及辊道长度的条件下,尽量增加铸锭的长度,以提高生产效率和成品率。
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