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共晶组织与机械性能之间的关联

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:共晶合金在单向结晶条件下,可以得到共晶两相以层片状或其中一相以条状的平行生长,形成一种共晶复合体。单向结晶的共晶合金,当铸件受力方向与结晶方向一致时,其强度比一般铸造的要高得多;如果共晶中一相是条状的,则强度更高,同时具有合适的塑性和韧性。目前自生复合材料的应用主要是用Co基或Ni基共晶合金制作高温下使用的涡轮机叶片,它具有良好的高温强度,同时具有合适的塑性和韧性。

共晶组织与机械性能之间的关联

对于层片状共晶,共晶的层片距离λ越小,层片组织越细,则合金的屈服强度σS越高,两者之间有如下关系:

式中 σ0——与晶体材料有关的常数;

K——常数。

由于λ与生长速度R的平方根成反比[见式(8-39)],因而可通过适当增大冷却速度,提高生长速度R,从而减小层片间距λ,达到提高机械性能的目的。但在生产上加快冷却速度往往受到限制,还可能产生其他不利影响(例如铸件变形、开裂等)。(www.xing528.com)

在Fe—C(石墨)合金中加入适量镁或稀土等球化元素,使石墨由片状改变为球状,可大大提高机械性能(特别是塑性和韧性)。在Al、Si合金中加入微量钠或其他变质元素,使共晶硅由板片状改变为纤维状,能显著改善机械性能。上述处理是提高铸件机械性能的一种非常重要的方法。

共晶合金在单向结晶条件下,可以得到共晶两相以层片状或其中一相以条状的平行生长,形成一种共晶复合体。单向结晶的共晶合金,当铸件受力方向与结晶方向一致时,其强度比一般铸造的要高得多;如果共晶中一相是条状的,则强度更高,同时具有合适的塑性和韧性。这种复合材料称为自生复合材料。目前自生复合材料的应用主要是用Co基或Ni基共晶合金制作高温下使用的涡轮机叶片,它具有良好的高温强度,同时具有合适的塑性和韧性。

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