用冷却曲线来诠释铸铁的凝固
铸件凝固动态曲线测定
实验一铸件凝固动态曲线测定1.实验目的合金液相线到固相线之间的温度间隔谓之结晶间隔，凝固过程中逐渐液相线等温面和固相线等温面之间的区域谓之凝固区域，反映凝固区域由表及里推移的最直观方法是凝固动态曲线，凝固区域是液固并存区。
它的宽、窄、结构，向铸件中推进的速度以及最终推进到铸件中心的时间，对铸件的质量，如缩孔、缩松热裂，偏析等的形成都有影响。
因此它是研究铸件凝固问题重要领域之一。
本实验的目的在于学会测定铸件凝固动态曲线，对凝固区域结构建立起直观认识，验证铸件凝固的平方根定律。
2.实验原理如下图所示，由一维铸件表面至中心安放六根热电偶测得相应的六条冷却曲线，如图（a）所示，再以时间为横坐标轴，以铸件表面至中心的六根热电偶的安装位置，即以铸件表面至中心之距离为纵坐标轴，如图（a）每根冷却曲线与液相线和固相线的交点分别向下引出垂线，与各热电偶的位置线相交，得到的相应交点，把交点连接起来就构成了凝固动态曲线，所得之图即为凝固动态图如图（c）所示。
图（c）左边曲线同液相线相对应（如有过冷，则与一个略低的等温线相对应）。
它表示不同时间铸件断面中凝固开始的部位，故谓之“凝固始液”。
它实质上表示了铸件断面中液相线等温面从铸件表面向中心推进，在不同时间所处之部位，该曲线之斜率就表示液相线等温面向中心推进至速度。
图（c）右边曲线同固相线相对应，它表示不同时间铸件断面中凝固结束的部位，故谓之“凝固终夜”。
它实质上表示了铸件断面中固相线等温面在不同时间时所处之部位，它的斜率就表示了固相线等温面向铸件中心推进的速度。
在凝固动态图（c）上可以看出具有结晶间隔的合金在每个时间，从铸件表面至中心参在固相区（铸件表面至凝固终液），凝固区（凝固终波至凝固始波之垂直距离）和液相区三个区域。
在图上可以看出铸件凝固过程即是凝固区域不断推向铸件中心液相区随之不断缩小以至于消失之过程。
凝固终波到达铸件中心就表示铸件凝固过程已经结束。
所以动态曲线测定原理实际上就是把具有温度-时间坐标的多根冷却曲线转变成具有距离-时间坐标的凝固动态曲线图。
钢液凝固的基本理论
（二）理论结晶温度：
凡是纯元素（金属 非金属）都有一个严格不变的温 度点，在这温度下，液体与晶体永远共存，这个温 度就称为理论结晶温度 。T0符号 。
理论上，上述温度 T0 当T＞T0 S→L 当T＜T0 L→S 当T＝T0 LS
（三）自由能：
（由固态转变为液态） （由液态转变为固态） （液态、固态平衡共存）
图2—2是用热分析测定液态金属结晶时3种冷却曲线的情况。曲线中各转点表 示结晶的开始或终结。其中：a表示接近平衡的冷却，结晶在一定的过冷度下 开始、进行和终结，由于潜热的释放和逸散相等，所以结晶温度始终保持恒定， 一直到完全结晶后，温度才下降3b表示金属液冷却速度较快(实际生产的通常 倩况)的状态，结晶在较大的过冷度下开始，所以进行较快，而使潜热的释放 大于热的逸散，这样便使湿度逐渐回升，直至两者相等，而后结晶便在恒温下 进行；直到结晶完成后，温度才会下降；c表示冷却很快，结晶在更大的过冷 度下开始，而且浴热的释放始终小于热的逸散，所以结晶一直在连续降温的过
T0 Tn
作出的τ-T曲线。（如右图）
冷却曲线中出现的水平台阶的
温度就是实际结晶温度。
纯金属结晶冷却曲线示意图
NETZSCH 404G3 高温差示扫描量热仪
主要用于对材料进展高温热分析，包括相转变温度及转变焓、多晶 形转变温度和转变焓、物质的比热、材料的玻璃化转变温度与比热 变化程度、熔点与熔化焓、晶体的结晶温度与结晶热焓、结晶度、 固化温度等。
程中进行，直到结晶终结后，温度便又更快地下降。这后一种情况只能在较小 体积的液体中，或在大体积液体的局部区域内进行。
冷却速度越大，那么过冷度越大。
• 过冷现象：过冷是结晶的必要条件。 • 过冷度 : ΔT = T0 – T1 • 结晶热力学条件：必须具有一定的过冷度。
金属的冷却曲线
金属材料与热处理 课程
金属的冷却曲线
主讲教师：张琳 西安航空职业技术学院
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
金属的冷却曲线
1、什么是过冷度 理论结晶温度与实际结晶温度的差T称过冷度。
2、金属结晶的条件 金属都是在过冷情况下结晶的，过冷是金属结晶 必要条件。
➢纯金属是在恒温下结晶的，合金是在一定温度范围内结 晶的
金属材料与热处理
纯金属是在恒温 下结晶的
T= T0 - T1
}T 开始结晶温度
纯金属的冷却曲线
t
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
合金是在一 定温度范围 内结晶的
合金的冷却曲线
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
➢ 冷却曲线是在液体金属缓慢冷却过程中绘制的温度 与时间的关系曲线。
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
冷却曲线 冷却曲线（又称热分析曲线）：液体金属缓慢冷却过程 中 绘制的温度与时间的关系曲线。 测定方法：热分析
热分析装置示意图
金属材料与热处理
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库
T
T 曲线上水平
阶段是由于 0
T 结晶时放出 n
结晶潜热引 起的。
3.--材料的凝固与铁碳相图资料
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
PQ—碳在-Fe中的固
溶线。
⒊ 相区
⑴ 五个单相区：
L、、、、Fe3C ⑵ 七个两相区: L+、
L+、L+Fe3C、 +、 +Fe3C、+ 、 +Fe3C
⑶ 三个三相区：即HJB (L++)、ECF(L++ Fe3C)、 PSK(++ Fe3C)三条水平线
三、典型合金的平衡结晶过程
铁碳相图上的合金，按成分可分为三类： ⑴ 工业纯铁(<0.0218% C) 组织为单相铁素体。
亚共析钢的结晶过程
含0.20%C钢的组织
亚共析钢室温下的组织 为F+P。
在0.0218~0.77%C 范围 内珠光体的量随含碳量 增加而增加。
含0.45%C钢的组织
含0.60%C钢的组织
㈣ 过共析钢的结晶过程
合金在1~2点转变为 , 到3点, 开始析出Fe3C。从奥氏
体中析出的Fe3C称二次渗碳体, 用Fe3CⅡ表示, 其沿晶 界呈网状分布.
含1.4%C钢的组织
工业纯铁的结晶过程
从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体，用Fe3CⅢ 表示。 Fe3CⅢ以不连续网状或片状分布于晶界。
随温度下降，
Fe3CⅢ量不断 增加，合金的
钢液凝固原理(连铸技师培训)
科目钢液凝固原理基本课题第一讲金属结晶的条件授课日期07年9月7日，9月8日课时 4授课方式讲解法授课班级连铸技师班选用教具无教学目的掌握金属结晶的热力学条件，动力学条件，金属的结晶过程，晶核的形成方式及条件，晶体的长大方式，晶粒大小对金属性能的影响，结晶过程中晶粒的控制教学重点金属结晶的动力学条件，结晶过程中晶粒的控制教学难点晶核的形成方式及长大方式授课内容金属结晶的条件新课引入钢液的凝固是一个复杂的物理化学变化过程，伴随有形态、体积、组织结构、性能、成分的变化。
一、液态金属的冷却曲线（三种不同冷却曲线）结晶过程中的热：结晶潜热（相变热）和逸散热（向周围环境的散热）1、结晶潜热=散热冷却速度很慢的平衡冷却结晶在恒温下进行冷却曲线出现水平台阶2、晶潜热＞散热冷却速度较快结晶过程中出现温度回升3、晶潜热＜散热冷却速度很快结晶过程温度在不断下降（小体积或局部区域）附：说明相变热和结晶潜热、理论结晶温度T m和实际结晶温度T n 过冷度△T的概念二、结晶的热力学条件热力学第二定律：在等温等压过程中，体系的自发过程沿着自由能减少的方向进行自由能G=H-TS （H—热焓S—熵T—绝对温度）即△G＜0对于固体其G固= H固-TS固与温度的关系见下图对于液体其G液= H液-TS液与温度的关系见下图G L，Gs随T↑而↓但G L↓>Gs. ↓相交点对应的温度为Tm。
讨论：1) T=Tm时，G L=Gs △G=0 动态平衡，不熔化也不结晶；相交点对应的温度为Tm。
2) T<Tm时，G L<Gs △G＜0 L→S 结晶3) T>Tm时，G L>Gs △G＞0 S→L 熔化可见，结晶的热力学条件是：G L<Gs 或ΔG = Gs—G L<0结晶满足了热力学条件只是说明结晶具备了可能性，但能不能实现还依赖于动力学条件三、结晶的动力学条件1、金属的结晶过程结晶的一般过程是由形核和长大两个过程交错从叠组合而成的过程。
第五章冷却曲线和体积变化曲线
第五章：冷却曲线和体积变化曲线查看选择的铸件合金的冷却曲线和体积变化（膨胀或收缩）的曲线，点击Model(方案)…Materials List（材料列表）然后点击Curves（冷却曲线）选项，显示如下：白色线代表冷却曲线（凝固百分比VS温度）左边的坐标代表温度；黑色线代表体积变化率（in%）以右坐标表示。
正值代表膨胀，负值代表收缩。
左边的深蓝区域代表液相区，中间浅蓝区域代表液相到固相转变区域，右边深蓝区域则代表固相区。
C点的垂直线代表临界固相点。
N点的垂直线代表Niyama点（模拟过程中计算温度梯度和冷却率的函数）。
L和S线分别是液相线和固相线。
如要将设置的曲线依照系统参数设置，点击 Reset按钮。
冷却曲线和临界固相率冷却曲线描述了铸件内某点的温度随着时间的如何改变。
液态铸造合金在某初始时间，某初始温度（一般为浇注温度）开始，这是曲线的起点。
随着铸件将热量（过热）散失到外模中，开始冷却，一直保持液态直到开始凝固。
凝固开始的点称作液相点。
曲线如下图所示：液态金属到达液相点，开始凝固，首先铸件的一小部分凝固，然后随着铸件热量的散失，越来越多部分开始凝固。
在液态向固态转换过程中，由于熔化潜热的原因，冷却速率逐渐降低。
随着金属的凝固，金属基体的晶格形成会使金属释放热量，释放的热量降低金属的冷却速度，这种速度不会像全液态或者全固态冷却速度那么快。
液固转变的曲线如下：液相点时间温度合金完全凝固，也就是达到了固相点。
到达此点后，金属冷却加快，因为不能释放更多的潜热，因此固相冷却曲线的梯度更高一点，如下：液相点固相点在SOLIDCast中，液固相点都做了垂直线。
一个以L线表示，一个以S线表示，如下图所示随着铸件的凝固，铸件从全液态向全固态转变。
依靠液态金属的流动来补充任何可能发生的收缩，避免铸件内产生缩孔缩松缺陷。
随着金属越来越呈现固态，有一点液态金属不再流动，我们称作此点位临界凝固点。
通常以完全凝固的百分比表示。
铸件凝固过程降温曲线的测定与应用
表 １ 灰 铁 铸 件 不 同重 量 铸 件 温 度 降 至 １ Ｏ ０ ０℃ 、７ ２ ７￣ Ｃ ￥ １ １ ４ ０ ０℃ 所 需 要 的 时 间
６ ６ Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｉ ｌ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｏ １ ０ ０ ０５ ℃ 。７ ２ ７ ｏ Ｃ ａ ｎ ｄ ４ ０ ０ ｏ Ｃ
９ ３ ７
％
吨位产 品的砂箱移动 时 间及 打箱时 间的参考数据 如表 １
６ ｌ ９
图 ５ 铁 碳 相 图
Ｆｉ ｇ ． ５ Ｆ ｅ — Ｃ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ
所示 。按 照该 表调 整工 艺进行 生 产 ，有效 避 免 了铸 件 热裂 问题 。
冷 导 致 的铸 造 缺 陷 ，从 而 缩 短 开 箱 时 间８ ～２ ０ ｈ（ 图
Ｊ ｌ ｌ
６ ） 。
（ ３ ） 试验 检 测 了经 过 快速 降 温铸 件 的力学 性 能 ，
２ １ １
＝ ２ 硬 度 提 高ＨＢ １ ５ ～３ ０ ，抗 拉 强度 提 高２ ０ ～５ ０ ＭＰ ａ ，珠
的 内在质 量及生产效 率 。
图６ 加速铸件冷却 的降温 曲线
Ｆ ｉ ｇ ． ６ Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
（ 编辑 ：刘 冬梅 ，ｌ ｄ ｍ＠ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｒ ｙ ｗ ｏ ｒ ｌ ｄ ． ｔ ｏ ｍ）
温 度 ／ ℃ 一．
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７
共晶白口铸铁冷却曲线
共晶白口铸铁冷却曲线
共晶白口铸铁的冷却曲线主要分为两个阶段：
1. 凝固阶段：凝固阶段是该材料从液态到固态的过程。
在这个阶段，材料温度逐渐降低，直到达到凝固温度。
在凝固过程中，材料的体积会发生变化。
2. 冷却阶段：冷却阶段是固态材料温度进一步降低的过程。
在这个阶段中，材料的体积不再变化，并且可以通过测量材料温度随时间的变化来绘制冷却曲线。
冷却曲线通常具有一个陡峭的下降段，表明材料快速冷却，然后逐渐趋于平缓，表明冷却速率逐渐减慢。
共晶白口铸铁的冷却曲线可以给出材料的固化过程以及冷却速率的信息。
这些信息对于决定铸件性能、做铸件缺陷分析和制定最佳冷却方法都很重要。
铸件凝固过程降温曲线的测定与应用
铸件凝固过程降温曲线的测定与应用
铸件凝固过程降温曲线的测定与应用
作者：岳文甲;杨光明;苏超;刘双;陈著强
作者机构：保定长城精工铸造有限公司,河北保定072250;上海大众汽车模具有限公司,上海200000;保定长城精工铸造有限公司,河北保定072250;保定长城精工铸造有限公司,河北保定072250;保定长城精工铸造有限公司,河北保定072250
来源：铸造
ISSN：1001-4977
年：2013
卷：062
期：007
页码：691-693
页数：3
中图分类：TG244
正文语种：chi
关键词：测温;降温曲线;打箱时间
摘要：为准确计算打箱时间,避免铸件产生缺陷和提高生产效率,采用热电偶对铸件从浇注到最后凝固的温度进行测量,绘制了铸件降温曲线,得到了不同重量灰铁铸件的砂箱移动时间及打箱时间.根据该曲线进一步对生产工艺进行调整,从而使铸件质量得到保证.。
2-冷却、形核与凝固
2.3 过冷与形核
固液相变的驱动力
在熔化温度( 在熔化温度 Tf)下，金属固、液相处于平衡状态。 下 金属固、液相处于平衡状态。 即： T=Tf时，固↔液 系统自由能： 为克分子焓， 为克分子熵 系统自由能：G=H-TS，H为克分子焓，S为克分子熵 ， 为克分子焓 当金属由液相向固相转变时，单位体积自由能变化： 当金属由液相向固相转变时，单位体积自由能变化：
2.1 液体与固体
物质的三种存在形态：固体、液体、气体 固体：能够抵抗来自外部的剪切力，能够自 己保持其原有形状
固体：在晶体物质的结构中，原子在空间上是 按规则的几何形状排列的，远程有序。
气体
原子或分子在空间上的排列是无序的。 PV=RT
2
2.1 液体与固体
液体：只能抵抗很小的剪切力，其外形取决于容器形 状，可以流动 凝固：液态—固态的过程，因此液态金属的结构对凝 固后的组织会有影响 液态金属的结构？
形核
• 分为均质形核和非均质形核 • 均质形核：由游动的原子团簇自己逐渐长大而形成晶 均质形核： 核的过程， 因此， 核的过程， 因此，也称为自发形核 （Homogeneous nucleation) • 非均质形核：： 在外来质点的表面上生核的过程， 非均质形核：： 在外来质点的表面上生核的过程， 也称为异质生核或非自发形核（ 也称为异质生核或非自发形核（Heterogeneous nucleation)
10
2.2 冷却曲线与凝固温度
2.2.2金属凝固时的过冷
过冷：在平衡温度以下，仍存在液体状态的现象
11
原因：温度冷却过快，液态变成固态比较慢， 液态金属变成固态金属释放的能量来不及弥 补温度下降速度 冷却条件不同，得出的冷却曲线也不同
用冷却曲线来诠释铸铁的凝固.9.5
用冷却曲线来诠释铸铁的凝固
凡是学铸造的都曾学过铁--碳相图，但如果不是具体搞熔炼专业的工程师，对于铁--碳相图的理解或许都是似懂非懂。
今天，我们换个解度，用冷却曲线来诠释铸铁的凝固。
铸铁的冶金质量取决于其凝固模式，而孕育的目的就是为了改变及调整其凝固模式。
那么，图中的热分析冷却曲线可以用下面几点来诠释：
S1：开始凝固：型腔中目前还是100%的液态，从浇注温度逐步降低到TL开始凝固。
TL：液相线：第一次形成固相，亚共晶铁水析出奥氏体；过共晶铁水析出石墨。
其具体温度与铁水中的碳和硅含量变化而变化。
Si2：形成石墨
TE grey: 铁-碳共熔凝固温度。
TE white:铁-铁碳化物共熔凝固温度。
TE min.:奥氏体和石墨还在生长，孕育在此温度开始。
过冷：过多的过冷度会导致产生碳化物，孕育可以提高TE min.而减少过冷。
S3：再辉现象，提高金属温度。
铸件凝固动态曲线测定
实验一铸件凝固动态曲线测定1.实验目的合金液相线到固相线之间的温度间隔谓之结晶间隔，凝固过程中逐渐液相线等温面和固相线等温面之间的区域谓之凝固区域，反映凝固区域由表及里推移的最直观方法是凝固动态曲线，凝固区域是液固并存区。
它的宽、窄、结构，向铸件中推进的速度以及最终推进到铸件中心的时间，对铸件的质量，如缩孔、缩松热裂，偏析等的形成都有影响。
因此它是研究铸件凝固问题重要领域之一。
本实验的目的在于学会测定铸件凝固动态曲线，对凝固区域结构建立起直观认识，验证铸件凝固的平方根定律。
2.实验原理如下图所示，由一维铸件表面至中心安放六根热电偶测得相应的六条冷却曲线，如图（a）所示，再以时间为横坐标轴，以铸件表面至中心的六根热电偶的安装位置，即以铸件表面至中心之距离为纵坐标轴，如图（a）每根冷却曲线与液相线和固相线的交点分别向下引出垂线，与各热电偶的位置线相交，得到的相应交点，把交点连接起来就构成了凝固动态曲线，所得之图即为凝固动态图如图（c）所示。
图（c）左边曲线同液相线相对应（如有过冷，则与一个略低的等温线相对应）。
它表示不同时间铸件断面中凝固开始的部位，故谓之“凝固始液”。
它实质上表示了铸件断面中液相线等温面从铸件表面向中心推进，在不同时间所处之部位，该曲线之斜率就表示液相线等温面向中心推进至速度。
图（c）右边曲线同固相线相对应，它表示不同时间铸件断面中凝固结束的部位，故谓之“凝固终夜”。
它实质上表示了铸件断面中固相线等温面在不同时间时所处之部位，它的斜率就表示了固相线等温面向铸件中心推进的速度。
在凝固动态图（c）上可以看出具有结晶间隔的合金在每个时间，从铸件表面至中心参在固相区（铸件表面至凝固终液），凝固区（凝固终波至凝固始波之垂直距离）和液相区三个区域。
在图上可以看出铸件凝固过程即是凝固区域不断推向铸件中心液相区随之不断缩小以至于消失之过程。
凝固终波到达铸件中心就表示铸件凝固过程已经结束。
所以动态曲线测定原理实际上就是把具有温度-时间坐标的多根冷却曲线转变成具有距离-时间坐标的凝固动态曲线图。
铁碳合金 金属工艺学 降温曲线 大工
(2) 共析转变与共晶转变的区别
共析转变：在一定温度下，一定成分的固相同时转变 成两种成分和晶体结构完全不同的新固相的过程。 共晶转变：在一定温度下，一定成分的液相同时转变 成两种成分和晶体结构完全不同的新固相的过程。
α
γ
L
β α β
共析转变：γ → α+β
转变产物：共析组织
共晶转变：L → α+β 转变产物：共晶组织
1. 铁碳合金中的相
⑴液相L 铁与碳的液溶体。 ⑵δ 相 是碳在δ —Fe中的间隙固溶
δ+L
L 体，呈体心立方晶格，在1394℃以上 δ δ+ γ 存在，1495℃时溶碳量为0.09%。 L+Fe3C γ+L ⑶α 相 是碳在α —Fe中的间隙固溶 体，呈体心立方晶格。其中碳的固溶 度室温时约为0.0008%，600℃时为 γ 0.0057%，在727℃时为0.0218%。其性 能特点是强度低、硬度低、塑性好 γ+Fe3C α+γ ⑷γ 相 是碳在γ —Fe中的间隙固溶 体，呈面心立方晶格。其中碳的固溶 度在1148℃时为2.11%。其性能特点是 α 强度较低，硬度不高，易于塑性变形 α+Fe3C ⑸Fe3C相 是一个金属化合物（又称 Fe3C 渗碳体），根据其生成条件不同有条 状、网状、片状、粒状等形态，对铁 Wc（%） 6.69 Fe 碳合金的力学性能有很大影响。
表 铁碳相图中的特征线
特性线 ABCD AHJECF HJB ECF GS 含 义 铁碳合金的液相线 铁碳合金的固相线 LB+ δ → γJ LC→ γE+Fe3C共晶转变线 奥氏体转变为铁素体的开始线
ES PSK
PQ
碳在奥氏体中的溶解度线 γs→ αp+Fe3C 共析转变线
球墨铸铁热分析曲线特征
球墨铸铁热剖析曲线特点TL1是球墨铸铁在液态下析出的温度,在1350-1450℃阁下.因为在液态下析出的石墨量不大.热效应小,所以在冷却曲线上只消失一个拐点.随温度降低,在石墨四周因为贫碳及共格关系会形成奥氏体壳,在冷却曲线上消失TL2拐点.按球墨发展阶段的划分,TL2今后应进入共晶结晶时代,但是开端共晶生核的温度是TEN,而不是TL2,这是因为在TL2温度下形成的奥氏体是在初生石墨球上析出的,TEN温度下才真正反应石墨-奥氏体两相开端共晶生核.假如球化处理后没经由孕育或孕育不充分,焦点数少,共晶团析出不久不多,因而热效应不大,在TEN后温度持续降低到共晶改变的最低温度TEU,形成必定的过冷△T=TEN-TEU,叫共晶过冷度.球化处理后未经孕育的球铁△T大于25℃,并且TEU越低以及△T 越大,组织中碳化物则越多.当球化后的铁水得到充分的孕育,成核前提好,共晶团的焦点数多,则△T很小,甚至TEN=TEU.TEU是共晶改变的最低温度,从TEU今后开端大量共晶转化.放出热均衡散热损掉,使TEU今后的温度不再降低,形成共晶平台TER,甚至消失少许的共晶回升温度△TE=TER-TEU.一般球化优越及孕育优越的球铁,△TE在0-5℃以内.假如球化不良或球化阑珊,则△TE较高,在8-15℃之间.其原因,可能是因为奥氏体壳决裂,石墨在与铁水直接接触下发展,使结晶速度大,放出热量多,所以△TE大.通俗灰铸铁△TE也小,2-4℃,这是因为呈层状凝固的成果.TER是共晶改变的最高温度.球铁与雷同成分灰铸铁的共晶平台最高温度之差叫相对过冷度,△T过冷=TER（原铁水）-TER（球铁）.相对过冷度暗示了过冷偏向.球化剂都降低共晶改变温度,经孕育处理的球铁TER得到显著进步,与孕育前的球铁水TER进步8℃以内.因为球铁在共晶结晶时,碳要经由过程固态奥氏体壳进行集中,故结晶慢,共晶反响时光长,在冷却曲线上得到显著反响.在TER今后,在共晶团鸿沟间隙里的液体仍在不竭结晶.随奥氏体壳的不竭加厚,碳的集中更为艰苦,一向拖到TS才结晶完毕,所以冷却曲线的膝部迟缓油滑.灰铸铁则在共晶平台处曲线陡然降低.综上所述,球墨铸铁的冷却曲线特色：（1）共晶平台的时光距离长,膝部迟缓油滑过渡.（2）共晶回升温度（△TE=TER-TEU）较小,一般为0-5℃;回升温度越小石墨球畸变可能性也越小.（3）未孕育球铁共晶平台的温度比灰铸铁降低,孕育后TER显著进步.。
金属冷却曲线
金属冷却曲线金属是人类历史上最重要的材料之一，它们广泛应用于建筑、交通、电子、医疗等领域。
然而，金属的性质和用途受到其冷却过程的影响。
本文将介绍金属冷却曲线的概念、分类和应用。
一、概念金属冷却曲线是指金属在冷却过程中温度随时间变化的曲线。
它反映了金属的冷却速率和冷却过程中的相变情况。
金属冷却曲线是金属学和材料科学中的重要概念，对于金属的制备、加工和性能研究具有重要意义。
二、分类根据金属的相变情况，金属冷却曲线可以分为三类：单相区曲线、两相区曲线和三相区曲线。
1. 单相区曲线单相区曲线是指金属在冷却过程中只有一种相存在的曲线。
例如，铁在室温下为铁素体，当温度降低到约910℃时，铁素体开始发生相变，转变为铁-碳共晶体。
在这个温度范围内，铁的冷却曲线就是单相区曲线。
2. 两相区曲线两相区曲线是指金属在冷却过程中存在两种相的曲线。
例如，铝合金在室温下为α相，当温度降低到约550℃时，α相开始发生相变，转变为β相。
在这个温度范围内，铝合金的冷却曲线就是两相区曲线。
3. 三相区曲线三相区曲线是指金属在冷却过程中存在三种相的曲线。
例如，钢在室温下为铁素体，当温度降低到约723℃时，铁素体开始发生相变，转变为奥氏体和渗碳体。
在这个温度范围内，钢的冷却曲线就是三相区曲线。
三、应用金属冷却曲线在金属学和材料科学中有广泛的应用。
以下是一些例子：1. 金属制备金属的制备过程中需要控制金属的相变和晶粒尺寸。
通过研究金属冷却曲线，可以确定最佳的冷却速率和温度范围，以获得所需的金属组织和性能。
2. 金属加工金属加工过程中需要控制金属的硬度和韧性。
通过研究金属冷却曲线，可以确定最佳的加工温度和冷却速率，以获得所需的金属组织和性能。
3. 金属性能研究金属的性能与其组织和相变有关。
通过研究金属冷却曲线，可以了解金属的相变过程和组织演变，从而深入研究金属的性能和应用。
总之，金属冷却曲线是金属学和材料科学中的重要概念，对于金属的制备、加工和性能研究具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
用冷却曲线来诠释铸铁的凝固
但如果不是具体搞熔炼专业的工程师，碳相图，凡是学铸造的都曾学过铁-- 用冷却曲线来我们换个解度，碳相图的理解或许都是似懂非懂。
对于铁--今天，诠释铸铁的凝固。
.
.
铸铁的冶金质量取决于其凝固模式，而孕育的目的就是为了改变及调整其
凝固模式。
那么，图中的热分析冷却曲线可以用下面几点来诠释：
TL从浇注温度逐步降低到的液态， S1：开始凝固：型腔中目前还是100% 开始凝固。
液相线：第一次形成固相，亚共晶铁水析出奥氏体；过共晶铁水析 TL：
出石墨。
其具体温度与铁水中的碳和硅含量变化而变化。
形成石墨： Si2
碳共熔凝固温度。
TE grey: 铁-
铁碳化物共熔凝固温度。
铁- TE white:
奥氏体和石墨还在生长，孕育在此温度开始。
TE min.:
而减少过冷：过多的过冷度会导致产生碳化物，孕育可以提高TE min.过冷。
再辉现象，提高金属温度。
S3：
.。