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1、工程材料机械制造基础-,第三章 纯金属的结晶,机电工程学院 金工学部 王志海,第三章 纯金属的结晶(Crystal of Simple Metal),凝固与结晶的概念结晶的现象与规律同素异晶(构)转变,第一节 凝固与结晶的概念,1.凝固(coagulation)物质由液态转变成固态的过程。,2.结晶(crystal)*晶体物质由液态转变成固态的过程。,*物质中的原子由近程有序排列向远 程有序排列的过程。,第二节 结晶的现象与规律,一.结晶的一般过程,微小晶核,长大,晶体,二.结晶的过冷现象,1.纯金属结晶时的冷却曲线,2.过冷现象与过冷度,过冷现象(supercooling)过冷度(degre
2、e of supercooling)T=T0 Tn过冷是结晶的必要条件。,三.结晶的能量条件及结构条件,1.金属结晶的能量条件:F=U S T F 物体的自由能 U 物体的内能 S 熵 T 温度 K,F/T=S,-,T,F,Tn,To,TL,液相,固相,2.金属结晶的结构条件,近程有序结构,结构起伏,结晶,远程有序结构,四.结晶的一般规律,形核长大,四.结晶的一般规律:,形核、长大。,1.晶核的形成,在一定的过冷度下,当F体F表时,晶核就形成。晶核形成的形式:*自发形核 T=200*非自发形核 T=20,2.晶核的长大方式树枝状,2.晶核的长大方式树枝状,金属的树枝晶,金属的树枝晶,金属的树枝晶,冰的树枝晶,3.影响晶核的形核率和 晶体长大率的因素,过冷度的影响,未熔杂质的影响,1)过冷度的影响,1)过冷度的影响,2)未熔杂质的影响,*自发形核 T=200,*非自发形核 T=20,五.细化晶粒的途径,提高冷却速度,晶粒细小,变质处理,机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。,纯铁的同素异晶(allomorph)转变反应式:,第三节 金属的同素异晶转变,纯铁的冷却曲线,1394,1534,912,-Fe,-Fe,-Fe,本章的作业,P 25 1.5.7.,欢迎进入第四章学习内容,
