文档介绍：第三章材料的凝固
第一节纯金属的结晶
第二节合金的结晶
第三节铁碳合金相图
第四节凝固组织及其控制
物质由液态转变为固态的过程称为凝固。
物质由液态转变为晶态的过程称为结晶。
物质由一个相转变为另一个相的过程称为相变。因而结晶过程是相变过程。
玻璃制品
水晶
第一节纯金属的结晶
一. 冷却曲线与过冷度
二. 结晶的一般过程
三. 同素异构转变
一、冷却曲线与过冷
1、冷却曲线
金属结晶时温度与时间的关系曲线称冷却曲线。曲线上水平阶段所对应的温度称实际结晶温度T1。
曲线上水平阶段是由于结晶时放出结晶潜热引起的.
纯金属的冷却曲线
2、过冷与过冷度
纯金属都有一个理论结晶温度T0(熔点或平衡结晶温度)。在该温度下, 液体和晶体处于动平衡状态。
结晶只有在T0以下的实际
结晶温度下才能进行。
雾凇
液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。
理论结晶温度与实际结晶温度的差T称过冷度
T= T0 –T1
过冷度大小与冷却速度有关,冷速越大,过冷度越大。
二、结晶的一般过程
1、结晶的基本过程
结晶由晶核的形成和晶核的长大两个基本过程组成.
液态金属中存在着原子排列规则的小原子团,它们时聚时散,称为晶坯。在T0以下, 经一段时间后(即孕育期), 一些大尺寸的晶坯将会长大,称为晶核。
T0
T1
ΔT
液体和晶体自由能随温度变化
晶核半径与ΔG关系
气体、液体、晶体的结构
晶核形成后便向各方向生长,同时又有新的晶核产生。晶核不断形成,不断长大,直到液体完全消失。每个晶核最终长成一个晶粒,两晶粒接触后形成晶界。
2、晶核的形成方式
形核有两种方式,即均匀形核和非均匀形核。
由液体中排列规则的原子团形成晶核称均匀形核。
以液体中存在的固态杂质为核心形核称非均匀形核。非均匀形核更为普遍。
均匀形核
非均匀形核示意图