機(jī)械工程材料

1、機(jī)械工程材料緒 論緒論緒論課程介紹機(jī)械工程材料課程 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課，是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。計(jì)劃講課：26學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)：6學(xué)時(shí) 學(xué)分：2個(gè)。 精品課程：2007年度省級(jí)精品課程，2009年度國(guó)家級(jí)精品課程。 緒論返回緒論材料發(fā)展概述緒論 什么是材料？ 材料經(jīng)歷了一個(gè)什么樣的發(fā)展歷程？ 什么是材料科學(xué)？材料是人類社會(huì)所能接受的，可經(jīng)濟(jì)地制造有用物品的物質(zhì)。（materials）廣義的材料包括人們思想意識(shí)之外的所有物質(zhì)。（substance）材料無處不在，無處不有工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó)防科學(xué)技術(shù)研究人民生活材料能源信息并稱現(xiàn)代技術(shù)三大支柱，其中材料又是能源與信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料的含義材料的

2、分類 用途：結(jié)構(gòu)材料、功能材料 屬性：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料 物理性質(zhì)：晶體材料、非晶材料 幾何形態(tài)： 三維材料、二維材料、一維材料、0維材料 材料的發(fā)展：傳統(tǒng)材料、新材料返回材料的發(fā)展歷程材料的發(fā)展史就是人類社會(huì)的發(fā)展史，也是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史 石器時(shí)代 公元前10萬年 青銅時(shí)代 公元前3000年 鐵器時(shí)代 公元前1000年 鋼時(shí)代 公元1800年 硅時(shí)代 公元1950年 新材料時(shí)代 公元1990年石器時(shí)代石斧、石磨 西安半坡遺址石犁、石鋤、石鐮 浙江湖州的馬橋文化，距今4000年石器時(shí)代司母戊鼎（商代） 河南省安陽(yáng)殷墟出土，世界上迄今為止發(fā)現(xiàn)的最重的古代青銅器，它重達(dá)875公斤

3、，通高約米，長(zhǎng)110厘米，寬78厘米青銅時(shí)代銅爵（夏代）中國(guó)青銅文化中最早出現(xiàn)的青銅容器之一，也是最早的青銅酒器，1980年于河南省偃師縣二里頭出土，重千克青銅時(shí)代四羊方尊（商代） 1938年湖南省寧鄉(xiāng)縣出土,中國(guó)現(xiàn)存商代青銅器中最大的方尊，高厘米，重近公斤青銅時(shí)代青銅時(shí)代越王勾踐寶劍 1965年于湖北荊州市附近的望山楚墓群出土 此劍鋒芒犀利，寒光閃閃，出土?xí)r插入漆木鞘里，保存如新，至今猶能斷發(fā)。經(jīng)分析測(cè)定，劍脊含錫低（10%），韌性好而不易折斷；刃部含錫高（20%），剛而鋒利。這種復(fù)合金屬制造技術(shù)其他國(guó)家直到近代才掌握。曾侯乙編鐘（戰(zhàn)國(guó)） 1978年于湖北隨縣擂鼓墩曾侯乙墓出土總重量達(dá)250

4、0多公斤，是迄今中國(guó)發(fā)現(xiàn)的數(shù)量最多、保存最好的一套編鐘。青銅時(shí)代銅車馬（戰(zhàn)國(guó) 秦）1980年于陜西省臨潼縣秦始皇陵西側(cè)出土，該銅車馬結(jié)構(gòu)完整，裝飾華麗，是研究秦代輿服制度、單轅車系駕方法和冶金鑄造技術(shù)的重要實(shí)物，被譽(yù)為“青銅之冠”。青銅時(shí)代鐵器時(shí)代戰(zhàn)國(guó)凹形鐵鋤 湖南長(zhǎng)沙砂子塘出土 春秋時(shí)期的鐵鋤（1953年于湖南長(zhǎng)沙子彈庫(kù)出土）滄州鐵獅 中國(guó)現(xiàn)存最早的大型鑄鐵藝術(shù)品，當(dāng)?shù)胤Q鎮(zhèn)海吼，鐵獅的總重量為噸，采用一種特殊的“泥范明鑄法”，分節(jié)疊鑄而成的鐵器時(shí)代湖北當(dāng)陽(yáng)宋代玉泉鐵塔 玉泉鐵塔是目前中國(guó)現(xiàn)存鐵塔中保存得極為完整的一個(gè)，完全用生鐵鑄成，重53噸，塔身逐層疊加，不用焊接。此塔鑄造工藝細(xì)膩，不論是

5、總體結(jié)構(gòu)還是細(xì)部裝飾都看不出鑄造痕跡，藝術(shù)上達(dá)到完美的境地。鐵器時(shí)代新材料時(shí)代新材料：以人造為特征，而不是自然界中現(xiàn)存的；是根據(jù)我們對(duì)材料的物理化學(xué)性能的了解，為了特定的需要而設(shè)計(jì)和加工的材料。新材料時(shí)代：是一個(gè)由多種材料決定社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)代。發(fā)展趨勢(shì)1. 從均質(zhì)材料向復(fù)合材料發(fā)展2. 高性能結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)是永恒的主題3. 材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來越小的方向發(fā)展4. 由被動(dòng)材料向具有主動(dòng)性的智能材料發(fā)展5. 生物材料具有很大的發(fā)展空間返回工程材料 金屬材料 非金屬材料黑色金屬材料：鋼和鑄鐵 有色金屬材料高分子材料銅及銅合金滑動(dòng)軸承合金陶瓷材料復(fù)合材料鋁及鋁合金工程材料的分類金屬材料的性能 使用

6、性能 加工工藝性能機(jī)械性能：強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等 鑄造性能：流動(dòng)性、收縮性等 鍛造性能：壓力加工成型性等切削加工性能：車、銑、刨、磨的切削量，光潔度等 物理性能：導(dǎo)電、導(dǎo)熱、電磁、膨脹等 化學(xué)性能：抗氧化性、耐腐蝕性等 焊接性能：熔焊性、焊縫強(qiáng)度、偏析等 熱處理性能：淬透性、回火穩(wěn)定性等 金屬材料具有良好的機(jī)械性能，是由它的成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)與組織所決定的。 金屬材料的結(jié)構(gòu) 是其晶體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)稱，它指的是構(gòu)成金屬材料的質(zhì)點(diǎn)（如分子、原子或離子等）的具體組合狀態(tài)、結(jié)合方式和排列情況。金屬材料的組織 是指用顯微鏡所觀察到的金屬材料內(nèi)部的組成形貌，故也稱為顯微組織。材料科學(xué)返回材料科學(xué)：是研究材料的成

7、分、結(jié)構(gòu)、組織和性能以及它們之間關(guān)系的科學(xué)。材料工程：屬于工程領(lǐng)域，包括材料設(shè)計(jì)、選用、制造、加工、工藝、質(zhì)量控制與檢測(cè)、工程應(yīng)用及失效分析等過程。緒論本課程的主要內(nèi)容本課程共設(shè)12章，可分為五個(gè)部分：金屬學(xué)部分 是本書的1-4章為金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，主要介紹金屬材料的基本現(xiàn)象、基本概念和材料的組織與性能的變化基本規(guī)律。它主要包括金屬材料的結(jié)構(gòu)、結(jié)晶過程、塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶，以及二元合金相圖、鐵碳合金相圖等；熱處理部分 是本書的第5章，主要包括鋼的熱處理原理與工藝兩方面，本章著重闡述鋼在不同工藝條件下的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上，介紹改善與強(qiáng)化鋼的組織與性能的常用熱處理工藝，為合理使用熱處理做

8、準(zhǔn)備。金屬材料部分 是本書的6-8章，這部分主要結(jié)合金屬學(xué)與熱處理基本知識(shí)，較全面地介紹常用金屬材料的牌號(hào)、成分、組織與性能特點(diǎn)及用途，為正確選用金屬材料打基礎(chǔ)。它主要包括合金鋼、鑄鐵、有色金屬及合金等。緒論緒論本課程的主要內(nèi)容非金屬材料部分 是本書的9-11章，這部分主要包括高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料，由于講課學(xué)時(shí)少，只能簡(jiǎn)單介紹上述幾類材料的結(jié)構(gòu)、組織與性能特點(diǎn)，為初步了解有關(guān)非金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí)，打一點(diǎn)基礎(chǔ)。 材料的機(jī)械性能及機(jī)械零件的失效與選材分析部分 是本書的第12章，主要介紹材料的常用機(jī)械性能指標(biāo)，和機(jī)械零件的失效形式、原因與分析方法，以及選材的原則和典型零件的選材與工藝分析。

9、 本教材按編者安排全書講課共需36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。這與我校實(shí)際教學(xué)計(jì)劃相差較大，故在教學(xué)過程中只能對(duì)各章節(jié)進(jìn)行適當(dāng)刪減和壓縮。為了盡量保證課程體系的完整性，我們重點(diǎn)介紹1-8章內(nèi)容，9-12章內(nèi)容根據(jù)教學(xué)進(jìn)度與時(shí)間，只作簡(jiǎn)單介紹。 緒論返回第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶金屬的特性和金屬鍵；金屬晶體結(jié)構(gòu)是決定性能的內(nèi)在基本因素之一； 實(shí)際晶體中晶體缺陷普遍存在，對(duì)金屬的許多性質(zhì)，尤其是力學(xué)性能有著重大的影響； 純金屬結(jié)晶過程；晶粒細(xì)化對(duì)提高金屬材料力學(xué)性能的顯著作用，凝固時(shí)細(xì)化晶粒的途徑和方法。晶粒細(xì)化1.1 金屬的特征 1.2 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 1.3 實(shí)際晶體中的缺陷 1.

10、4 金屬的結(jié)晶過程 1.5 晶粒大小控制第一章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶與非金屬相比，固態(tài)金屬具有它獨(dú)特的性能，如良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性（塑性變形能力）和金屬光澤。這些是 金屬的特性么？能否據(jù)此來區(qū)分金屬與非金屬呢？思考1.1 金屬的特征不是1. 有的非金屬也可能表現(xiàn)出上述某些特性：如：石墨能導(dǎo)電 金剛石導(dǎo)熱 無機(jī)化合物的金屬光澤；2. 各種金屬晶體之間，這些特征的差別也很大：鈈、錳的導(dǎo)電能力比銀、銅相差近百倍銻、鉻、釩等金屬是一種“脆性”金屬。 因此，只根據(jù)以上的一些特性來區(qū)分金屬和非金屬是不夠充分的。 3. 金屬的特征：正的電阻溫度系數(shù)1.1 金屬的特征主要是與金屬原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及原子間的

11、結(jié)合方式有關(guān)金屬為何具有上述這些特性呢？金屬鍵 金屬鍵是金屬原子之間的結(jié)合鍵，它是大量金屬原子結(jié)合成固體時(shí)，彼此失去最外層子電子（過渡族元素也失去少數(shù)次外層電子），成為正離子，而失去的外層電子穿梭于正離子之間，成為公有化的自由電子云或電子氣，而金屬正離子與自由電子云之間的強(qiáng)烈靜電吸引力（庫(kù)倉(cāng)引力），這種結(jié)合方式稱為金屬鍵。1.1 金屬的特征金屬材料 以金屬鍵方式結(jié)合，從而使金屬材料具有以下特征：良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性： 自由電子定向運(yùn)動(dòng)（在電場(chǎng)作用下）導(dǎo)電、（在熱場(chǎng)作用下）導(dǎo)熱。正的電阻溫度系數(shù)： 金屬正離子隨溫度的升高，振幅增大，阻礙自由電子的定向運(yùn)動(dòng)，從而使電阻升高。不透明，有光澤： 自由電子

12、容易吸收可見光，使金屬不透明。自由電子吸收可見光后由低能軌道跳到高能軌道，當(dāng)其從高能軌道跳回低能軌道時(shí)，將吸收的可見光能量輻射出來，產(chǎn)生金屬光澤。具有延展性： 金屬鍵沒有方向性和飽和性，所以當(dāng)金屬的兩部分發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，其結(jié)合鍵不會(huì)被破壞，從而具有延展性。 1.1 金屬的特征返回1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)1）晶體與非晶體 2）金屬的晶體結(jié)構(gòu) 3）晶面和晶向及其表示方法 4）金屬晶體的特點(diǎn) 晶體：材料中的原子（離子、分子）在三維空間呈規(guī)則，周期性排列長(zhǎng)程有序。 非晶體：原子無規(guī)則堆積，也稱為 “過冷液體”短程有序。晶體金剛石、NaCl、冰 等。液體非晶體 蜂蠟、玻璃 等。1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)微

13、晶：快速凝固的晶態(tài)金屬或合金的顆粒尺寸要小得多，僅為微米納米級(jí)尺度，高強(qiáng)度高硬度；準(zhǔn)晶：在晶體內(nèi)部的原子長(zhǎng)程有序，介于晶體和非晶體之間；液晶：二維長(zhǎng)程有序。擴(kuò)充知識(shí)1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)返回1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)a 原子堆垛模型b 空間點(diǎn)陣c 晶格zxyabcd 晶胞1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)空間點(diǎn)陣 將晶體內(nèi)部的原子（離子）或原子群（離子群）抽象為無數(shù)點(diǎn)子按一定的方式在空間做有規(guī)則的周期性分布，這些幾何點(diǎn)子的總體稱為空間點(diǎn)陣，這些點(diǎn)稱為陣點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。晶格 用一系列假想的平行直線將空間點(diǎn)陣的陣點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來，形成的空間網(wǎng)絡(luò)稱為空間格子，也稱晶格。晶胞 為了研究空間點(diǎn)陣的排列特點(diǎn)，從點(diǎn)陣中取出一個(gè)反

14、映點(diǎn)陣特征的基本單元（通常是一個(gè)平行六面體）作為其組成單元，這個(gè)平行六面體稱為晶胞。1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)七大晶系，十四個(gè)空間點(diǎn)陣：簡(jiǎn)單三斜簡(jiǎn)單單斜底心單斜簡(jiǎn)單正交體心正交面心正交底心正交簡(jiǎn)單六方簡(jiǎn)單菱方簡(jiǎn)單正方體心正方簡(jiǎn)單立方體心立方面心立方描述金屬晶體結(jié)構(gòu)的一些重要概念晶胞原子數(shù) 一個(gè)晶胞內(nèi)所含的原子數(shù)目。注意相鄰晶胞的共有原子的計(jì)算方法。原子半徑 晶胞中最近鄰的兩個(gè)原子之間（平衡）距離的一半。配位數(shù) 晶格中和某一原子相鄰的原子數(shù)目稱為配位數(shù)致密度 晶胞中原子本身所占的體積與晶胞體積之比1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)工業(yè)上常用的金屬絕大多數(shù)具有比較簡(jiǎn)單的晶體結(jié)構(gòu)，其中最典型的

15、為以下三種： （1）體心立方晶格bcc （2）面心立方晶格fcc （3）密排六方晶格hcp體心立方晶格在立方晶胞的八個(gè)頂角上各有一個(gè)原子，在體中心有一個(gè)原子，每個(gè)原子與空間點(diǎn)陣中的一個(gè)陣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。屬于這種晶體結(jié)構(gòu)的純金屬有- Fe, Cr, Mo, W,V等。 1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)體心立方晶胞晶格常數(shù)：a=b=c； =90晶胞原子數(shù)：原子半徑：致密度=Va /Vc，其中Vc:晶胞體積a3Va:原子總體積24r3/3XYZabc2r2raa21.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)返回面心立方晶格1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)面心立方晶胞晶格常數(shù)：a=b=c； =90晶胞原子數(shù)：原子半徑：XYZabc密排方向41

16、.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)返回C（石墨）、Mg、Zn 等晶格常數(shù) 底面邊長(zhǎng)a 底面間距c 側(cè)面間角120 側(cè)面與底面夾角90晶胞原子數(shù)：6原子半徑：a/2致密度：0. 74密排六方晶格1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)返回XYZabc晶面通過原子中心的平面晶向通過原子中心的直線所指的方向XYZabc1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu) a.晶向指數(shù)的確定方法 1) 以晶胞中的某原子為原點(diǎn)確定三維晶軸坐標(biāo)系，通過原點(diǎn)作平行于所求晶向的直線。 2) 以相應(yīng)的晶格常數(shù)為單位，求出直線上任意一點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)值。 3) 將所求坐標(biāo)值化為最簡(jiǎn)整數(shù)，并用方括號(hào)括起，即為所求的晶向指數(shù)，例如101。 具體晶向指數(shù)如圖所示，其形式為uvw

17、。立方晶系的晶面、晶向表示方法 1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu) b.晶面指數(shù)的確定方法 1) 選坐標(biāo)，以晶格中某一原子為原點(diǎn)（注意不要把原點(diǎn)放在所求的晶面上），以晶胞的三個(gè)棱邊作為三維坐標(biāo)的坐標(biāo)軸。 2) 以相應(yīng)的晶格常數(shù)為單位，求出待定晶面在三個(gè)坐標(biāo)軸的截距。 3) 求三個(gè)截距值的倒數(shù)。 4) 將所得數(shù)值化為最簡(jiǎn)單的整數(shù)，并用圓括號(hào)括起，即為晶面指數(shù)，如圖所示，其形式為（hkl）。 1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu) 注意： 1) 每一個(gè)晶面指數(shù)(或晶向指數(shù))泛指晶格中一系列與之相平行的一組晶面（或晶向）。 2) 立方晶系中，凡是指數(shù)相同的晶面與晶向是相互垂直的。 3) 原子排列情況相同但空間位向不同的晶面

18、（或晶向）統(tǒng)稱為一個(gè)晶面（或晶向）族。 1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)返回（1）有確定的熔點(diǎn)熔點(diǎn)晶體非晶體時(shí)間溫度晶體和非晶體的熔化曲線1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)（2）各向異性不同晶面或晶向上原子密度不同引起性能不同的現(xiàn)象XYZXYZ多晶體材料的偽等向性1.2 金屬的 晶體結(jié)構(gòu)返回1.3 實(shí)際晶體中的缺陷理想晶體：是指晶體中原子嚴(yán)格地成，完全規(guī)則和完整的排列，在每個(gè)晶格結(jié)點(diǎn)上都有原子排列而成的晶體。如理想晶胞在三維空間重復(fù)堆砌就構(gòu)成理想的單晶體。實(shí)際晶體：多晶體+晶體缺陷晶體缺陷：是晶體內(nèi)部存在的一些原子排列不規(guī)則和不完整的微觀區(qū)域，按其幾何尺寸特征，可分為點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷三類。晶粒（單晶體）1

19、.3 實(shí)際晶體中的缺陷一、 點(diǎn)缺陷1. 點(diǎn)缺陷的概念 是晶體中在X,Y,Z三維方向上尺寸都很小的晶體缺陷。2. 點(diǎn)缺陷的類型 主要有四類，即空位；間隙原子（有同類和異類之分）；置換原子（有大小之分）；復(fù)合空位。 置換原子空位復(fù)合空位間隙原子置換原子1.3 實(shí)際晶體中的缺陷二、 線缺陷線缺陷的概念:晶體中在一維方向上尺寸很大，而在另外二維方向上的尺寸很小的晶體缺陷，它的主要形式是位錯(cuò)。位錯(cuò)是晶體中一列或若干列原子，發(fā)生某種有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。 位錯(cuò)的類型:刃型位錯(cuò) 螺型位錯(cuò) 1.3 實(shí)際晶體中的缺陷刃位錯(cuò) 刃位錯(cuò) 刃型位錯(cuò)示意圖1.3 實(shí)際晶體中的缺陷螺型位錯(cuò)示意圖1.3 實(shí)際晶體中的缺陷位錯(cuò)密度

20、 ：?jiǎn)挝惑w積中位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度, 或單位面積上位錯(cuò)線的根數(shù),單位cm2位錯(cuò)線附近的原子偏離了平衡位置,使晶格發(fā)生了畸變,對(duì)晶體的性能有顯著的影響。實(shí)驗(yàn)和理論研究表明:晶體的強(qiáng)度和位錯(cuò)密度有如圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)晶體中位錯(cuò)密度很低時(shí),晶體強(qiáng)度很高；相反在晶體中位錯(cuò)密度很高時(shí),其強(qiáng)度很高。但目前的技術(shù),僅能制造出直徑為幾微米的晶須,不能滿足使用上的要求。而位錯(cuò)密度很高易實(shí)現(xiàn),如劇烈的冷加工可使密度大大提高,這為材料強(qiáng)度的提高提供途徑。三、 面缺陷概念：是指晶體中在二維方向上尺寸很大，而在另一維方向上尺寸很小的晶體缺陷。類型：主要包括晶體的外表面、堆垛層錯(cuò)、晶界、亞晶界、孿晶界和相界面等。 1. 晶界 晶

21、界是多晶體中晶粒與晶粒之間的交界面，由于各晶粒中原子排列方式相同（如都是體心立方），只是晶格位向不同，因此晶界實(shí)際上是不同位向晶粒之間的過渡層。該過渡層有一定的厚度，為了同時(shí)適應(yīng)兩側(cè)不同位向晶粒的過渡，而使過渡層處的原子總是不能規(guī)則排列，產(chǎn)生晶格畸變，所以它是晶體中的一種重要的面缺陷。 根據(jù)晶體中各晶粒之間的位向差不同，又可將晶界分為大角度晶界（10）和小角度晶界（ 固體（晶體 或 非晶體）- 凝固液體 - 晶體 - 結(jié)晶 晶體液體結(jié)晶1.4 金屬的結(jié)晶過程一、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu) 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在略高于熔點(diǎn)時(shí)，液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：是近程有序遠(yuǎn)程無序結(jié)構(gòu)，見右圖；存在著能量起伏和結(jié)構(gòu)起伏。1.4

22、 金屬的結(jié)晶過程局部的近程有序二、結(jié)晶過程的宏觀現(xiàn)象 研究液態(tài)金屬結(jié)晶的最常用、最簡(jiǎn)單的方法是熱分析法。它是將金屬放入坩堝中，加熱熔化后切斷電源，用熱電偶測(cè)量液態(tài)金屬的溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線，該曲線稱為冷卻曲線或熱分析曲線，見右圖。過冷現(xiàn)象冷卻過程中的溫度平臺(tái)TmTT理論結(jié)晶溫度開始結(jié)晶溫度T = Tm - T時(shí)間溫度純金屬結(jié)晶的條件就是應(yīng)當(dāng)有一定的過冷度（克服界面能）1.4 金屬的結(jié)晶過程過冷現(xiàn)象： 液態(tài)金屬必須冷卻到理論結(jié)晶溫度Tm以下某一個(gè)溫度T時(shí)才開始結(jié)晶，這個(gè)現(xiàn)象稱為過冷。結(jié)晶潛熱： 伴隨著液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變而釋放的熱量稱結(jié)晶潛熱。1.4 金屬的結(jié)晶過程三、金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件 過冷后，液固相自由能之差G就是金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，過冷度越大，驅(qū)動(dòng)力越大。結(jié)晶只有在系統(tǒng)自由能G降低的條件下才可以發(fā)生只有存在過冷度T的條件下才可能存在G0GTGTSL1.4 金屬的結(jié)晶過程四、金屬結(jié)晶的微觀基本過程 形核長(zhǎng)大過程液態(tài)金屬形