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合金过冷至T1温度时开始凝固,首先析出的固相成分为a1,液相成分则为L1。继续冷至T2紫铜止水片温度时,析出的固相成分应为a2,与之平衡的液相成分改变为L2。a2将覆盖在先析出的a1上,若能达到平衡条件,a1的成分也会逐渐改变成a2,以达到T2紫铜止水片下的平衡态。但实际上,固态的扩散速率远小于液态的扩散速率,当剩余液相的成分均匀达到L2时,固相a中的成分仍为不均匀的,它们的平均成分可用a2表示。显然,a2中的B原子浓度小于a2中B原子浓度。同理,当温度降至T3及T4时,其a相的平均成分可用表示a3及a4。在此图中a4即表示x合金的成分。说明x合金在非平衡凝固的条件下T4温度下凝固完毕,较之平衡凝固的固相点温度降低了T3-T4。a1-a4表示的线称非平衡的固相线,非平衡固相线相对于平衡固相线的偏离与凝固时的冷却速率有关,冷却速率愈大,偏离愈大。

紫铜片止水带铸锭的加热温度通常根据合金材料的高温性能曲线确定,加热时间则根据加热炉的情况、铸锭大小和装炉量确定,应保证铸锭加热温度均匀。合金组织偏析严重的铸锭在加热时应适当延长时间。现代加热炉常采用步进式燃气加热炉,空气预热、空-燃比自动调节、平焰烧嘴。这种加热炉加热速度快、热效率高。

为适应某些时效强化型合金板带在生产过程中固溶淬火的需要,在热轧出口侧设置了冷水喷淋系统(亦称在线淬水系统)。它可以在较短的时间内使带坯的温度从700℃左右或更高的温度迅速降至300℃以下甚至更低。

为提高紫铜片止水带产品精度和表面质量,现代热轧机本体应用了电动压下、液压调的压下系统、轧辊分段冷却系统、液压弯辊或液压垫系统、强力夹持对中系统、立辊轧边系统及厚度自动控制系统,进一步提高了热轧机的装机水平和控制精度为生产高精度薄板带提供了可靠的保障。

紫铜止水片凝固现象和组织
1.纯铜的铸锭组
从低倍组织可知,铸锭边部为柱状晶,中部则为较粗的等轴晶。实际上,当铸锭时冷却强度足够大或铸锭尺寸较小的情况下,整个铸锭可能全由柱状晶组成。紫铜止水片其他铜合金的低倍组织均具有与此相同的特点。从显组织观察可知,晶粒内部无明显特征,晶界较细,与一般单相合金的平衡结晶组织无异。

2.单相铜合金的铸锭组织特征
铜合金的凝固过程为非平衡过程,所以其铸锭组织一般偏离平衡态。下面以匀晶、包晶及共晶二元系合金为例说明。
匀晶系相图及某合金凝固时可能的非平衡固相线轨迹。