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鑄造合金基本術(shù)語
本文導(dǎo)讀：
3 鑄造合金及熔煉、澆注
3.1 鑄造合金基本術(shù)語
3.1.1 鑄造合金 cast alloy 具有適當(dāng)?shù)蔫T造性能，用于生產(chǎn)鑄件的合金。
3.1.2 共晶合金系 eutectic alloy system 在結(jié)晶過程中經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變的合金系。包括共晶合金、亞共晶合金和過共晶合金。
3.1.3 共晶合金 eutectic alloy 處于共晶點(diǎn)成分，凝固組織全部由共晶體組成的合金。
3.1.4 亞共晶合金 hypoeutectic alloy 溶質(zhì)含量低于共晶成分，凝固時(shí)初生相為基體相的共晶系合金。
3.1.5 過共晶合金 hypereutectic alloy 溶質(zhì)含量高于共晶成分，凝固時(shí)初生相是溶質(zhì)相的共晶系合金。
3.1.6 共晶團(tuán) eutectic cell 共晶系合金在共晶凝固階段由溶質(zhì)相與基體相共生生長成的晶粒團(tuán)。 例如鑄鐵中的奧氏體－石墨或奧氏體－滲碳體共晶團(tuán)。
3.1.7 共晶溫度 eutectic temperature 共晶系合金在升溫過程中共晶體熔化或凝固過程中析出共晶體的溫度。
3.1.8 共晶轉(zhuǎn)變 eutectic reaction，eutectic transformation 在平衡條件下，共晶成分的合金液冷卻至共晶溫度時(shí)，同時(shí)結(jié)晶出兩種或兩種以上固相的過程。共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為共晶體。 在非平衡條件下，合金液須過冷至共晶溫度以下才發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。
3.1.9 共晶組織 eutectic structure 由共晶轉(zhuǎn)變形成的兩相或多相組織。
3.1.10 鑄造復(fù)合材料 cast composite 用鑄造方法獲得的金屬基復(fù)合材料。
3.1.11 定向共晶復(fù)合材料 directional eutectic composite 共晶成分的合金，通過定向結(jié)晶，溶質(zhì)相與基體相沿單一熱流方向共生生長成的顯微組織為柱狀晶的鑄造復(fù)合材料。具有優(yōu)良的耐熱性、耐磨性和高溫力學(xué)性能。
3.1.12 非晶態(tài)合金 noncrystalline alloy 通過快速凝固（冷卻速度達(dá)106～1010K／s）或深過冷（過冷度達(dá)102K）， 使熔融合金凝固時(shí)不發(fā)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，而按玻璃狀固化得到的合金。
3.1.13 合金元素 alloying element 合金中用以獲得所要求的成分、組織和性能的化學(xué)元素。
3.1.14 雜質(zhì)元素 tramp element 金屬或合金中非有意加入的化學(xué)元素。其含量不多，但對金屬的組織和性能往往有明顯的不利影響。
3.1.15 合金遺傳性 alloy heredity 重熔后金屬或合金仍保持重熔前的某些性質(zhì)。
3.1.16 鑄態(tài)組織 as-cast structure 合金在鑄造后未經(jīng)任何加工處理的原始宏觀和微觀組織。
3.1.17 鐵碳相圖 iron-carbon phase diagram 用縱座標(biāo)表示溫度，橫座標(biāo)表示含碳量的鐵碳合金不同相的平衡圖。根據(jù)加熱和冷卻速度的不同，分為鐵碳平衡（Fe-C）相圖和鐵碳亞平衡（Fe-Fe3C）相圖。兩種相圖重疊在同一坐標(biāo)系上時(shí)稱為鐵碳雙重相圖。
3.1.18 碳化物 carbide 碳與一種或多種金屬元素化合成的物質(zhì)。鐵碳合金中含碳量超出其在基體相中的固溶度時(shí)所形成的間隙化合物相。
3.1.19 滲碳體 cementite 鐵碳合金按亞穩(wěn)定平衡系統(tǒng)凝固和冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)析出的Fe攬3攭C型碳化物。分為一次滲碳體（從液相中析出）、二次滲碳體（從奧氏體中析出）和三次滲碳體（從鐵素體中析出）。一次滲碳體與奧氏體組成的共晶組織通常為萊氏體，二次滲碳體與鐵素體組成的共析組織通常為珠光體。
3.1.20 碳化物形成元素 carbide forming element 鋼鐵中促使或易與碳形成碳化物的合金元素。
3.1.21 單鑄試塊 separated test bar of casting 在單獨(dú)制成的試塊鑄型中澆注的試塊。單鑄試塊必須用與澆注鑄件同爐或同包的金屬液澆注。用于加工成試樣供檢驗(yàn)化學(xué)成分、金相組織和力學(xué)性能等。
3.1.22 附鑄試塊 test lug 連在鑄件上，切除以后不損壞鑄件本體的試塊。加工成試樣后用于檢驗(yàn)鑄件的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能等。
3.1.23 本體試樣 test specimen from casting itself 為檢測鑄件本體的成分、組織和性能，在鑄件本體規(guī)定部位切取的試樣。
3.1.24 過熱 superheating 加熱金屬超過熔點(diǎn)或加熱合金超過液相線溫度。
3.1.25 過冷 supercooling，undercooling 熔融金屬或合金冷卻到平衡的凝固點(diǎn)或液相線溫度以下而沒有發(fā)生凝固的現(xiàn)象。 這是一種不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，較平衡狀態(tài)的自由能高，有轉(zhuǎn)變成固態(tài)的自發(fā)傾向。
3.1.26 成分過冷 constitutional supercooling 合金凝固過程中，由于溶質(zhì)再分配使凝固界面前沿液相中溶質(zhì)分布不均勻，導(dǎo)致液相線溫度變化而引起的凝固過冷。
3.1.27 過冷度 degree of undercooling 熔融金屬平衡狀態(tài)下的相變溫度與實(shí)際相變溫度的差值。
3.1.28 加熱相變點(diǎn)[Ac相變點(diǎn)] Ac transformation temperature 鐵－碳合金在固態(tài)范圍內(nèi)加熱時(shí)的相變溫度。加熱相變點(diǎn)高于平衡相變點(diǎn)，加熱速度越快，兩者的差值也越大。各加熱相變點(diǎn)的物理意義如下：Ac1表示珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度；Ac3表示先共析鐵素體全部溶入奧氏體的溫度；Acm表示先共析滲碳體全部溶入奧氏體的溫度。
3.1.29 冷卻相變點(diǎn)[Ar相變點(diǎn)] Ar transformation temperature 鐵－碳合金在固態(tài)范圍內(nèi)冷卻時(shí)的相變溫度。冷卻相變點(diǎn)低于平衡相變點(diǎn)，冷卻速度越快，兩者的差值也越大。各冷卻相變點(diǎn)的物理意義為：Ar1表示奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變開始溫度；Ar3表示奧氏體開始析出先共析鐵素體的溫度；Arm表示奧氏體開始析出先共析滲碳體的溫度。
3.1.30 結(jié)晶 crystallization 液態(tài)金屬凝固時(shí)原子占據(jù)晶格的規(guī)定位置形成晶體的過程。結(jié)晶過程經(jīng)歷形核和生長兩個(gè)階段，并持續(xù)到液相完全轉(zhuǎn)變成固相為止。
3.1.31 形核[成核] nucleation 過冷金屬液中生成晶核的過程，是結(jié)晶的初始階段。在一定過冷度下，由于溫度和濃度起伏，使液態(tài)金屬中的一些原子團(tuán)或外來質(zhì)點(diǎn)達(dá)到臨界尺寸而成為固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)周圍原子向上堆砌時(shí)將使其自由能進(jìn)一步降低，這些原子團(tuán)即形成晶核。
3.1.32 均質(zhì)形核[自發(fā)形核] homogeneous nucleation 熔融金屬僅因過冷而產(chǎn)生晶核的形核過程。
3.1.33 非均質(zhì)形核[非自發(fā)形核] heterogeneous nucleation 以熔融金屬內(nèi)原有的或加入的異質(zhì)質(zhì)點(diǎn)作為晶核或晶核襯底的形核過程。
3.1.34 動(dòng)力形核 dynamic nucleation 在凝固過程中，用振動(dòng)、攪拌、液流沖擊、旋轉(zhuǎn)鑄型等機(jī)械或物理方法促進(jìn)形核和晶核增殖。
3.1.35 大沖擊形核 big bang nucleation 動(dòng)力形核方法之一。澆注時(shí)擾動(dòng)液流，使液態(tài)金屬與冷型壁接觸所生成的部分小晶體或枝晶臂從型壁脫落并均勻分布于型內(nèi)各處。當(dāng)澆注金屬液過熱度小時(shí)，這些小晶體作為晶核迅速生長而獲得全部等軸晶。
3.1.36 形核劑 nucleant 加入金屬液中能作為晶核，或本身未必能作為晶核，但能與液態(tài)金屬中某些元素相互作用產(chǎn)生晶核或有效形核質(zhì)點(diǎn)的添加劑。
3.1.37 形核率 nucleation rate 一定過冷度時(shí)，單位體積金屬液中每秒鐘產(chǎn)生的晶核數(shù)。它代表液態(tài)金屬的形核能力。
3.1.39 內(nèi)生生長 endogenous growth 液態(tài)合金結(jié)晶過程中，在界面前方的液體內(nèi)自己形核和生長的方式。等軸晶的形成屬于內(nèi)生生長。
3.1.40 外生生長 exogenous growth 液態(tài)合金結(jié)晶過程中，晶體只是由已形成的固－液界面向液體內(nèi)生長的方式。平面生長和枝晶生長等都屬于外生生長。
3.1.41 共生生長 coupled growth 共晶合金結(jié)晶時(shí)，兩相交替析出，形成共同的生長界面，然后共同生長。共生界面的形成過程是共晶合金的形核過程。
3.1.42 小平面型生長 faceted growth 在原子尺度上，原子在平整界面上堆砌的晶體生長方式。平整面是晶體的密排面，生長速度慢，晶體生長方向是由這些晶面形成的錐尖方向。其熱力學(xué)條件是熔化熵△Ｓm＞2Ｒ（Ｒ為氣體常數(shù)）。
3.1.43 非小平面型生長 nonfaceted growth 在原子尺度上，原子在粗糙界面上堆砌的晶體生長方式。在金相觀察中，枝晶前端的生長面呈圓滑錐面，生長方向?yàn)殄F尖指向。其熱力學(xué)條件為熔化熵△Ｓm≤2Ｒ（Ｒ為氣體常數(shù)）。大多數(shù)金屬晶體的生長屬非小平面型生長。
3.1.44 晶體生長界面[界面] growth interface of crystal，interface 晶體生長時(shí)，原子向上堆砌的生長表面。 在原子尺度上，根據(jù)熔化熵△Ｓm與氣體常數(shù)Ｒ的關(guān)系，分為平整界面（ △Ｓm＞2Ｒ）和粗糙界面（△Ｓm≤2Ｒ）兩類。平整界面上原子不易堆砌，生長速度慢； 粗糙界面上原子易堆砌，生長速度快。
3.1.45 吸氣（金屬） gas absorption（metal） 熔融金屬和固態(tài)金屬溶解或結(jié)合氣體的過程。
3.1 鑄造合金基本術(shù)語
3.1.1 鑄造合金 cast alloy 具有適當(dāng)?shù)蔫T造性能，用于生產(chǎn)鑄件的合金。
3.1.2 共晶合金系 eutectic alloy system 在結(jié)晶過程中經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變的合金系。包括共晶合金、亞共晶合金和過共晶合金。
3.1.3 共晶合金 eutectic alloy 處于共晶點(diǎn)成分，凝固組織全部由共晶體組成的合金。
3.1.4 亞共晶合金 hypoeutectic alloy 溶質(zhì)含量低于共晶成分，凝固時(shí)初生相為基體相的共晶系合金。
3.1.5 過共晶合金 hypereutectic alloy 溶質(zhì)含量高于共晶成分，凝固時(shí)初生相是溶質(zhì)相的共晶系合金。
3.1.6 共晶團(tuán) eutectic cell 共晶系合金在共晶凝固階段由溶質(zhì)相與基體相共生生長成的晶粒團(tuán)。 例如鑄鐵中的奧氏體－石墨或奧氏體－滲碳體共晶團(tuán)。
3.1.7 共晶溫度 eutectic temperature 共晶系合金在升溫過程中共晶體熔化或凝固過程中析出共晶體的溫度。
3.1.8 共晶轉(zhuǎn)變 eutectic reaction，eutectic transformation 在平衡條件下，共晶成分的合金液冷卻至共晶溫度時(shí)，同時(shí)結(jié)晶出兩種或兩種以上固相的過程。共晶轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為共晶體。 在非平衡條件下，合金液須過冷至共晶溫度以下才發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變。
3.1.9 共晶組織 eutectic structure 由共晶轉(zhuǎn)變形成的兩相或多相組織。
3.1.10 鑄造復(fù)合材料 cast composite 用鑄造方法獲得的金屬基復(fù)合材料。
3.1.11 定向共晶復(fù)合材料 directional eutectic composite 共晶成分的合金，通過定向結(jié)晶，溶質(zhì)相與基體相沿單一熱流方向共生生長成的顯微組織為柱狀晶的鑄造復(fù)合材料。具有優(yōu)良的耐熱性、耐磨性和高溫力學(xué)性能。
3.1.12 非晶態(tài)合金 noncrystalline alloy 通過快速凝固（冷卻速度達(dá)106～1010K／s）或深過冷（過冷度達(dá)102K）， 使熔融合金凝固時(shí)不發(fā)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，而按玻璃狀固化得到的合金。
3.1.13 合金元素 alloying element 合金中用以獲得所要求的成分、組織和性能的化學(xué)元素。
3.1.14 雜質(zhì)元素 tramp element 金屬或合金中非有意加入的化學(xué)元素。其含量不多，但對金屬的組織和性能往往有明顯的不利影響。
3.1.15 合金遺傳性 alloy heredity 重熔后金屬或合金仍保持重熔前的某些性質(zhì)。
3.1.16 鑄態(tài)組織 as-cast structure 合金在鑄造后未經(jīng)任何加工處理的原始宏觀和微觀組織。
3.1.17 鐵碳相圖 iron-carbon phase diagram 用縱座標(biāo)表示溫度，橫座標(biāo)表示含碳量的鐵碳合金不同相的平衡圖。根據(jù)加熱和冷卻速度的不同，分為鐵碳平衡（Fe-C）相圖和鐵碳亞平衡（Fe-Fe3C）相圖。兩種相圖重疊在同一坐標(biāo)系上時(shí)稱為鐵碳雙重相圖。
3.1.18 碳化物 carbide 碳與一種或多種金屬元素化合成的物質(zhì)。鐵碳合金中含碳量超出其在基體相中的固溶度時(shí)所形成的間隙化合物相。
3.1.19 滲碳體 cementite 鐵碳合金按亞穩(wěn)定平衡系統(tǒng)凝固和冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)析出的Fe攬3攭C型碳化物。分為一次滲碳體（從液相中析出）、二次滲碳體（從奧氏體中析出）和三次滲碳體（從鐵素體中析出）。一次滲碳體與奧氏體組成的共晶組織通常為萊氏體，二次滲碳體與鐵素體組成的共析組織通常為珠光體。
3.1.20 碳化物形成元素 carbide forming element 鋼鐵中促使或易與碳形成碳化物的合金元素。
3.1.21 單鑄試塊 separated test bar of casting 在單獨(dú)制成的試塊鑄型中澆注的試塊。單鑄試塊必須用與澆注鑄件同爐或同包的金屬液澆注。用于加工成試樣供檢驗(yàn)化學(xué)成分、金相組織和力學(xué)性能等。
3.1.22 附鑄試塊 test lug 連在鑄件上，切除以后不損壞鑄件本體的試塊。加工成試樣后用于檢驗(yàn)鑄件的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能等。
3.1.23 本體試樣 test specimen from casting itself 為檢測鑄件本體的成分、組織和性能，在鑄件本體規(guī)定部位切取的試樣。
3.1.24 過熱 superheating 加熱金屬超過熔點(diǎn)或加熱合金超過液相線溫度。
3.1.25 過冷 supercooling，undercooling 熔融金屬或合金冷卻到平衡的凝固點(diǎn)或液相線溫度以下而沒有發(fā)生凝固的現(xiàn)象。 這是一種不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，較平衡狀態(tài)的自由能高，有轉(zhuǎn)變成固態(tài)的自發(fā)傾向。
3.1.26 成分過冷 constitutional supercooling 合金凝固過程中，由于溶質(zhì)再分配使凝固界面前沿液相中溶質(zhì)分布不均勻，導(dǎo)致液相線溫度變化而引起的凝固過冷。
3.1.27 過冷度 degree of undercooling 熔融金屬平衡狀態(tài)下的相變溫度與實(shí)際相變溫度的差值。
3.1.28 加熱相變點(diǎn)[Ac相變點(diǎn)] Ac transformation temperature 鐵－碳合金在固態(tài)范圍內(nèi)加熱時(shí)的相變溫度。加熱相變點(diǎn)高于平衡相變點(diǎn)，加熱速度越快，兩者的差值也越大。各加熱相變點(diǎn)的物理意義如下：Ac1表示珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度；Ac3表示先共析鐵素體全部溶入奧氏體的溫度；Acm表示先共析滲碳體全部溶入奧氏體的溫度。
3.1.29 冷卻相變點(diǎn)[Ar相變點(diǎn)] Ar transformation temperature 鐵－碳合金在固態(tài)范圍內(nèi)冷卻時(shí)的相變溫度。冷卻相變點(diǎn)低于平衡相變點(diǎn)，冷卻速度越快，兩者的差值也越大。各冷卻相變點(diǎn)的物理意義為：Ar1表示奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變開始溫度；Ar3表示奧氏體開始析出先共析鐵素體的溫度；Arm表示奧氏體開始析出先共析滲碳體的溫度。
3.1.30 結(jié)晶 crystallization 液態(tài)金屬凝固時(shí)原子占據(jù)晶格的規(guī)定位置形成晶體的過程。結(jié)晶過程經(jīng)歷形核和生長兩個(gè)階段，并持續(xù)到液相完全轉(zhuǎn)變成固相為止。
3.1.31 形核[成核] nucleation 過冷金屬液中生成晶核的過程，是結(jié)晶的初始階段。在一定過冷度下，由于溫度和濃度起伏，使液態(tài)金屬中的一些原子團(tuán)或外來質(zhì)點(diǎn)達(dá)到臨界尺寸而成為固態(tài)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)周圍原子向上堆砌時(shí)將使其自由能進(jìn)一步降低，這些原子團(tuán)即形成晶核。
3.1.32 均質(zhì)形核[自發(fā)形核] homogeneous nucleation 熔融金屬僅因過冷而產(chǎn)生晶核的形核過程。
3.1.33 非均質(zhì)形核[非自發(fā)形核] heterogeneous nucleation 以熔融金屬內(nèi)原有的或加入的異質(zhì)質(zhì)點(diǎn)作為晶核或晶核襯底的形核過程。
3.1.34 動(dòng)力形核 dynamic nucleation 在凝固過程中，用振動(dòng)、攪拌、液流沖擊、旋轉(zhuǎn)鑄型等機(jī)械或物理方法促進(jìn)形核和晶核增殖。
3.1.35 大沖擊形核 big bang nucleation 動(dòng)力形核方法之一。澆注時(shí)擾動(dòng)液流，使液態(tài)金屬與冷型壁接觸所生成的部分小晶體或枝晶臂從型壁脫落并均勻分布于型內(nèi)各處。當(dāng)澆注金屬液過熱度小時(shí)，這些小晶體作為晶核迅速生長而獲得全部等軸晶。
3.1.36 形核劑 nucleant 加入金屬液中能作為晶核，或本身未必能作為晶核，但能與液態(tài)金屬中某些元素相互作用產(chǎn)生晶核或有效形核質(zhì)點(diǎn)的添加劑。
3.1.37 形核率 nucleation rate 一定過冷度時(shí)，單位體積金屬液中每秒鐘產(chǎn)生的晶核數(shù)。它代表液態(tài)金屬的形核能力。
3.1.39 內(nèi)生生長 endogenous growth 液態(tài)合金結(jié)晶過程中，在界面前方的液體內(nèi)自己形核和生長的方式。等軸晶的形成屬于內(nèi)生生長。
3.1.40 外生生長 exogenous growth 液態(tài)合金結(jié)晶過程中，晶體只是由已形成的固－液界面向液體內(nèi)生長的方式。平面生長和枝晶生長等都屬于外生生長。
3.1.41 共生生長 coupled growth 共晶合金結(jié)晶時(shí)，兩相交替析出，形成共同的生長界面，然后共同生長。共生界面的形成過程是共晶合金的形核過程。
3.1.42 小平面型生長 faceted growth 在原子尺度上，原子在平整界面上堆砌的晶體生長方式。平整面是晶體的密排面，生長速度慢，晶體生長方向是由這些晶面形成的錐尖方向。其熱力學(xué)條件是熔化熵△Ｓm＞2Ｒ（Ｒ為氣體常數(shù)）。
3.1.43 非小平面型生長 nonfaceted growth 在原子尺度上，原子在粗糙界面上堆砌的晶體生長方式。在金相觀察中，枝晶前端的生長面呈圓滑錐面，生長方向?yàn)殄F尖指向。其熱力學(xué)條件為熔化熵△Ｓm≤2Ｒ（Ｒ為氣體常數(shù)）。大多數(shù)金屬晶體的生長屬非小平面型生長。
3.1.44 晶體生長界面[界面] growth interface of crystal，interface 晶體生長時(shí)，原子向上堆砌的生長表面。 在原子尺度上，根據(jù)熔化熵△Ｓm與氣體常數(shù)Ｒ的關(guān)系，分為平整界面（ △Ｓm＞2Ｒ）和粗糙界面（△Ｓm≤2Ｒ）兩類。平整界面上原子不易堆砌，生長速度慢； 粗糙界面上原子易堆砌，生長速度快。
3.1.45 吸氣（金屬） gas absorption（metal） 熔融金屬和固態(tài)金屬溶解或結(jié)合氣體的過程。