文档介绍：第二章铁碳合金
什么是铁碳合金?
以铁、碳为主要成分的合金。其中铁的含量大于
95%。
学习内容
第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变
【重点内容】
、结晶过程、晶核的形成,长大规律及其影响因素。
、过冷度、冷却速度与过冷度的关系及细化晶粒的办法。
。
。
12min35s的录像(金属的晶体结构、结晶过程、细化晶粒的方法、同素异晶转变等结晶和固态转变的基本理论)
一、金属的结晶
什么是金属的结晶?
液态金属冷却凝固转变为固态晶体的过程
结晶的过程可用(温度—时间的曲线)冷却曲线来表示。
水结晶成冰的实验,可以看出晶体结晶存在“过冷”现象。
过冷度
过冷度的大小与冷却速度的关系
纯金属的冷却曲线
结晶过程
结晶过程:形核+长大
自发形核(均质形核)
晶核的形成
非自发形核(异质形核)
晶核的长大:树枝状长大
晶粒大小及控制
晶粒——每个晶核长成的晶体称为晶粒。
晶粒大小对金属机械性能有较大的影响,在常温下工作的金属,其强度、硬度、塑性和韧性,一般是随晶粒细化而有所提高的。
影响晶粒大小的因素有哪些?
形核率N (晶核数/s·cm3)
长大速度G (cm/s)
晶粒大小的控制
(1)增大过冷度;(2)变质处理;(3)振动
1)过冷度的影响
冷却速度愈大,过冷度愈大。
实线部分,随着ΔT的增大,形核率和长大速度都大,且N的增加比G增加的快,晶粒愈细。
2)变质处理
在液态金属结晶前,特意加入某些合金,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。
(3)振动
对正在结晶的金属施以机械振动、超声波振动和电磁振动,均可使树枝晶尖端破碎而增加新的核心,提高形核率,使晶粒细化。
二、纯铁的晶体结构
晶体中原子在空间的排列,可用晶格来表示。
晶格中一个最基本的几何单元叫晶胞。
根据对晶胞的分析,最常见的晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
纯铁的晶格有体心立方和面心立方两种。
原子数1+8
×(1/8)=2
典型金属:-Fe、Cr、Mo、Na、Ba、Nb
性能特点:强度很高,塑性较好
致密度:68%(原子占有晶胞体积的百分数)
体心立方晶体结构