材料加工基本原理第五版1至11章课后答案(13)

一次枝晶间距与生长速度R、界面前液相温度梯度GL直接相关，在一定的合金成分及生长条件下，枝晶间距是一定

的，R及GL增大均会使一次间距变小。

二次臂枝晶间距与冷却速度（温度梯度GL及生长速度R）以及微量变质元素（如稀土）的影响有关。

枝晶间距与材料的机械性能:

枝晶间距越小，组织就越细密，分布于其间的元素偏析范围就越小，故越容易通过热处理而均匀化。而且，这时的

显微缩松和非金属夹杂物也更加细小分散，与成分偏析相关的各类缺陷（如铸件及焊缝的热裂）也会减轻，因而也就越有利于性能的提高。

13. 根据共晶体两组成相的Jackson因子，共晶组织可分为哪三类？它们各有何生长特性及组织特点？ 答: 根据共晶体两组成相的Jackson因子，共晶组织可分为下列三类: （1）粗糙-粗糙界面（非小晶面-非小晶面）共晶. （2）粗糙-光滑界面（非小晶面-小晶）共晶. （3）光滑-光滑界面（小晶面-小晶面）共晶 . 各自何生长特性及组织特点:

第（1）类共晶，生长特性为: “共生 ”生长,即在共晶偶合长大时，两相彼此紧密相连，而在两相前方的液体区域存

在溶质的运动 , 两相有某种相互依赖关系.

组织特点为:对于有共晶成分的合金,其典型的显微形态是有规则的层片状或其中有一相为棒状或纤维状(即规则共晶);

对于非共晶成分的合金，在共晶反应前，初生相呈树枝状长大，所得到的组织由初晶及共晶体所组成。 第(2)类共晶体， 生长特性为: 长大过程是相互偶合的共生长大. 组织特点为: 组织较为无规则的,且容易发生弯曲和分枝 .

第(3)类共晶体, 生长特性为: 长大过程不再是偶合的 组织特性为: 所得到的组织为两相的不规则混合物

14.试描述离异共晶组织的两种情况及其形成原因。

答:离异共晶组织有两种情况: “晶间偏析” 和“晕圈” 。 晶间偏析的形成原因如下: (1)由系统本身的原因:

如果合金成分偏离共晶点很远，初晶相长得很大，共晶成分的残留液体很少，类似于薄膜分布于枝晶之间。当共晶

转变时，一相就在初晶相的枝晶上继续长出，而把另一相单独留在枝晶间. (2)由另一相的生核困难所引起:

合金偏离共晶成分，初晶相长得较大。如果另一相不能以初生相为衬底而生核，或因液体过冷倾向大而使该相析出

受阻时，初生相就继续长大而把另一相留在枝晶间。

晕圈的形成原因:

由两相在生核能力和生长速度上的差别所引起的,所以在两相性质差别较大的非小晶面-小晶面共晶合金中常见到晕

圈组织。

15.试述非小晶面-非小晶面共生共晶组织的生核机理及生长机理，组织特点和转化条件。 答：非小晶面-非小晶面共生共晶组织的生核机理如下 ：

如下图（示意图可不画出）所示，晶转变开始时，熔体首先析出富A组元的α固溶体小球。α相的析出促使界面前

沿B组元原子的不断富集，且为β相的析出提供了有效的衬底，从而导致β相固溶体在 α相球面上的析出。在β相析出过程中，向前方的熔体中排出A组元原子，也向与小球相邻的侧面方向(球面方向)排出A原子。由于两相性质相近，从而促使α相依附于β相的侧面长出分枝。α相分枝生长又反过来促使β相沿着α相的球面与分枝的侧面迅速铺展，并进一步导致α相产生更多的分枝。交替进行，形成了具有两相沿着径向并排生长的球形共生界面双相核心。这就是共生共晶的生核过程。所以片状共晶结晶是通过搭桥方式(即领先相表面一旦出现第二相，则可通过这种彼此依附、交替生长的方式产生新的层片来构成所需的共生界面，而不需要每个层片重新生