(工程材料)第三章純金屬的結(jié)晶

1、( (工程材料工程材料) )第三章純金第三章純金屬的結(jié)晶屬的結(jié)晶2. 過冷現(xiàn)象與過冷度過冷現(xiàn)象與過冷度過冷現(xiàn)象過冷現(xiàn)象 ( supercooling )過冷度過冷度 ( degree of supercooling ) T = T0 Tn過冷是結(jié)晶的必要條件。過冷是結(jié)晶的必要條件。 三三. 結(jié)晶的能量條件及結(jié)構(gòu)條件結(jié)晶的能量條件及結(jié)構(gòu)條件1.金屬結(jié)晶的能量條件金屬結(jié)晶的能量條件: : F = U S T F 物體的自由能物體的自由能 U 物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能 S 熵熵 T 溫度溫度 K F / T = See-FTTFTnToTL液相液相固相固相2.金屬結(jié)晶的結(jié)構(gòu)條件金屬結(jié)晶的結(jié)構(gòu)條件近程有序

2、結(jié)構(gòu)近程有序結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)起伏結(jié)構(gòu)起伏結(jié)晶結(jié)晶遠(yuǎn)程有序結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程有序結(jié)構(gòu)四四. .結(jié)晶的一般規(guī)律結(jié)晶的一般規(guī)律形核形核長大長大四四. .結(jié)晶的一般規(guī)律結(jié)晶的一般規(guī)律: : 形核、長大。形核、長大。1.晶核的形成晶核的形成在一定的過冷度下在一定的過冷度下, ,當(dāng)當(dāng)F F體體F F表表時時, ,晶晶核就形成。核就形成。晶核形成的形式晶核形成的形式: : * *自發(fā)形核自發(fā)形核 T = 200 * *非自發(fā)形核非自發(fā)形核 T = 20 2.晶核的長大方式晶核的長大方式樹枝狀樹枝狀2.晶核的長大方式晶核的長大方式樹枝狀樹枝狀金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶冰的樹枝晶冰的

3、樹枝晶3.影響晶核的形核率和影響晶核的形核率和 晶體長大率的因素晶體長大率的因素v過冷度過冷度的影響的影響v未熔雜質(zhì)未熔雜質(zhì)的影響的影響1)過冷度的影響過冷度的影響1)過冷度的影響過冷度的影響2)未熔雜質(zhì)的影響未熔雜質(zhì)的影響* *自發(fā)形核自發(fā)形核 T = 200* *非自發(fā)形核非自發(fā)形核 T = 20 20五五. .細(xì)化晶粒的途徑細(xì)化晶粒的途徑v提高冷卻速度提高冷卻速度V V冷冷T TN N晶粒細(xì)小晶粒細(xì)小v變質(zhì)處理變質(zhì)處理v機械振動、超聲波振動、電磁攪拌等。機械振動、超聲波振動、電磁攪拌等。純鐵的純鐵的同素異晶同素異晶( allomorph )轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變反應(yīng)式反應(yīng)式:第三節(jié)第三節(jié) 金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變1394 C912 Cbccfccbcc - Fe - Fe - Fe 純鐵的冷卻曲線純鐵的冷卻曲線1394153410006008001200溫度時間16001500500700900110013001400912 - Fe -