凝固液界面偏析的类型焊接件机械分析显微镜

凝固液界面偏析的类型焊接件机械分析显微镜
   凝固过程中形成的固相可以呈现不同的形态并具有很宽的尺度范围。树枝晶是大多数合金中的主要组织形态，而实际应用中也有不少是共晶(eutectic)合金。共晶的形态特征是两个或多个相从液相中同时形成。由于共晶合金通常具有与纯金属相当的优良的铸造性能以及在固态下表现出的良好的综合性能，铸造合金的成分往往接近共晶成分。
    规则和不规则共晶    由于共晶合金由多个相组成，因而其形态的几何排列形式有多种变化。就共晶中存在的相的数量而言，已经发现有多达四个相同时生长的情形。而应用最多的还是两相共晶。因此，这里仅讨论两相共晶。
  这种固液界面两侧成分的差异总是导致合金凝固后的成分不均匀，称为偏析(segregation)。要注意的是，固液界面前沿液相中的溶质分布也导致出现各种各样的生长形态，而这些形态又反过来决定着固相中的溶质分布。微观偏析、枝晶间析出相(precipitates)以及缩孔(porosity)都是由此产生的。    由于溶质还可以通过扩散或对流(或者两种方式兼有)输运，因此，偏析的类型根据所涉及的过程的不同而各不相同。与扩散过程相比，对流能够大范围输运溶质，因而会造成宏观偏析，即与大铸件尺寸相当范围内的成分变化。如前言中所述，本书不涉及对流问题，这里仅重点讨论一下微观偏析④。微观偏析取决于固、液两相中的扩散并与枝晶的形态和尺度有关。认识这一现象是解释凝固过程对铸件或焊接件机械性能影响的关键。此外，合金局部成分变化会引起各部位腐蚀倾向的差异，因此，借助于微观偏析，可以显示出任何已凝固合金的原始组织。    晶体的形态差异使微观偏析更为复杂化，为了理解枝晶范围的微观偏析，我们先来分析一下一个等截面的棒状试样以平面状固液界面定向凝固时的溶质分配情况。在这种特定情况下，所有的变化都只当做一维来处理，因而更容易分析。一旦完全理解了这种情况，就可以利用其结果，并把微小体积元中发生的变化想象成与定向凝固时的一样，来定性研究那些更复杂的情况