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一二元共晶合金成分其它微量元素该如何分布?

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共晶合金是指处于共晶点成分,凝固组织全部由共晶体组成的合金。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。共晶合金具有良好的液态流动性,可以防止常见的铸造缺陷(如内部缩松、成分偏析)损害力学性能。 此外,共晶合金规则排列的层片组织,能够视为一种原位的复合材料,从而为诱导协同强化去改善力学性能提供了基础。 基于传统共晶合金,共晶高熵合金(EHEA)的理念被提出,其结合了高熵合金和传统共晶合金的优点,表现出良好的双相层片组织和罕见的铸造缺陷。

一共晶铝硅合金金相组织图片

一共晶铝硅合金金相组织图片

有一二元共晶合金,液相组织为A,B以及微量元素c。c为低熔点元素且不与A或B形成化合物,这种元素在A和B中溶解度极小。凝固后共晶组织为为A和AB化合物,那么c在固相中应该如何分布?面分布结果显示AB化合物处C元素分布密度较大,并且十分明显,这又如何解释?

  1. 我认为在共晶反应后低熔点物质应该被排挤到A和AB的界面处,或者由于冷却速度快而均匀分布与A和AB中。
  2. 也可能不是共晶反应而是A组元先结晶,而AB后结晶,c被排挤到后结晶的位置。
  3. 难道AB化合物中可以固溶C元素

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是否可这样解释:

  • 1、冷却过程中,先进入固液两相区,形成A晶粒。此时液相中包含A、B和C元素。
  • 2、进入共晶线,形成AB共晶化合物。由于共晶化合物的形成速度相对较快,可能将液态的C元素包裹其中,直至冷却至室温。因此AB化合物处C元素分布较多。

这个从显微镜相图可看出来,共晶反应是在某一温度完成,而不像结晶和长大是在固液两相区的某个温度区间完成。所以相对来说会快一些

AB化合物中可以固溶C元素,这种现象很常见,许多金属间化合物中也有固溶其他元素的情况。

只要找到尺寸较大的金属间化合物再在微区内进行能谱也能检测出。不过精确度差点

c元素在A、B中溶解度低那么C元素的分凝系数常规来说会比较低,在固液界面会有比较高的C元素,如果长晶速度比较快,那么C元素还来不及离开就被固定

某溶质在物质中的固溶度都是可查到的,也有相应的计算方法,具多查阅文献

 

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