一包晶系相圖和某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。與勻晶系合金類似,a1-a4表示x合金凝固時固相(a)平均成分的走向,即非平衡固相線。x合金按平衡態(tài)凝固時,固相點溫度應(yīng)為T3,凝固完畢應(yīng)為a單相
固溶體晶粒。但在非平衡凝固的情況下,x合紫銅止水片Cu30Ni合金鑄造顯金冷至T4溫度時,剩余的液相L4將與部分固相a4發(fā)生包晶反應(yīng),即a4+L4→B,完成 的凝固過程,因此該合金的 凝固溫度為T4,并產(chǎn)生了一種通過包晶反應(yīng)而得到的新相B。此種B相為非平衡相,因為按平衡態(tài),該相在x合金中是不存在的。一共晶系相圖和某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。x合金凝固過程與上面兩個系列合金類似,a1-a表示x合金凝固時固相平均成分的走向。按平衡態(tài)凝固x合金的固相點溫度將為T3,凝固后合金組織為a單相固溶體晶粒。但在實際的非平衡凝固條件下,紫銅止水片在T溫度時,剩余液相(L。)將發(fā)生共晶反應(yīng)即L?！鷄+,生成平衡態(tài)下不存在的非平衡共晶。

2.單相銅合金的鑄錠組織特征
銅合金的凝固過程為非平衡過程,所以其鑄錠組織一般偏離平衡態(tài)。下面以勻晶、包晶及共晶二元系合金為例說明。
勻晶系相圖及某合金凝固時可能的非平衡固相線軌跡。
    

對于加工材料而言,紫銅止水片鑄錠塑性是至關(guān)重要的。為了保證鑄錠良好的變形塑性,除防止鑄錠中的一些缺陷外,顯然不希望鑄錠組織處于非平衡凝固狀態(tài)。由于產(chǎn)生非平衡狀態(tài)的原因是結(jié)晶過程中擴(kuò)散受阻,因而此種狀態(tài)在熱力學(xué)上是亞穩(wěn)定的,有自動向平衡態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。人們可利用這一趨勢,將鑄態(tài)合金加熱到一定溫度,提高原子擴(kuò)散能力,使其較快完成由非平衡向平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)化過程。這種處理稱為均勻化退火或擴(kuò)散退火。熱軋是紫銅片止水帶生產(chǎn)中鑄錠開坯的主要手段。充分利用紫銅片止水帶在高溫條件下具有優(yōu)異的塑性這一特點,從而以較小的軋制力實現(xiàn)較大程度的變形。熱軋的鑄錠一般由半連續(xù)、連續(xù)鑄造或鐵模鑄造提供。鑄錠規(guī)格的選擇應(yīng)考慮產(chǎn)品的品種、規(guī)格、生產(chǎn)規(guī)模、軋機(jī)設(shè)備條件及鑄造方式等。鑄錠的厚度一般與軋輥的直徑之比為1:(3.5~7),同時不超過軋機(jī)的開口度;在設(shè)備、工藝條件允許的情況下增大鑄錠的厚度,可以提高生產(chǎn)效率和成品率。鑄錠寬度通常等于或數(shù)倍于成品寬度,并適當(dāng)考慮寬展量及切邊量;一般鑄錠寬度還應(yīng)控制在軋輥長度的80%以內(nèi)。鑄錠的長度在滿足終軋溫度及輥道長度的條件下,盡量增加鑄錠的長度,以提高生產(chǎn)效率和成品率。