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ΔT = T0 – Tn 过冷是结晶的必要条件。
三. 结晶的能量条件及结构条件
1.金属结晶的能量条件: F=U–ST
F – 物体的自由能 U – 物体的内能 S–熵 T – 温度 K
F / T =-S
F
ΔF
液相
固相
ΔT
Tn To TL
T
2.金属结晶的结构条件
近程有序结构
远程有序结构
结晶
结构起伏
四.结晶的一般规律
形核 长大
四.结晶的一般规律: 形核、长大。
1.晶核的形成
在一定的过冷度下,当F体≥F表时,晶
核就形成。 晶核形成的形式:
*自发形核 △T = 200℃ *非自发形核 △T = 20℃
2.晶核的长大方式—树枝状
2.晶核的长大方式—树枝状
金 属 的 树 枝 晶
金 属 的 树 枝 晶
金
冰
属
的
的
树
树
枝
枝
晶
晶
3.影响晶核的形核率和 晶体长大率的因素
❖过冷度的影响
❖未熔杂质的影响
1)过冷度的影响
1)过冷度的影响
2)未熔杂质的影响 *自发形核 △T = 200℃ *非自发形核 △T = 20℃
五.细化晶粒的途径
❖提高冷却速度
V冷
△T
N
晶粒细小
❖变质处理
❖机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。
第三节 金属的同素异晶转变
纯铁的同素异晶( allomorph )转变 反应式:
δ - Fe 1394 °Cγ - Fe 912 °C α - Fe
bcc
fcc
bcc
纯铁的冷却曲线
1600
温 度
1500 1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700 600 500
1534℃
1394℃ δ - Fe γ - Fe
*物质中的原子由近程有序排列向远 程有序排列的过程。
第二节 结晶的现象与规律
一.结晶的一般过程
微小 晶核
长大
晶体
二.结晶的过冷现象
1.纯金属结晶时的冷却曲线
温 度
理论冷却曲线
结晶平台(是由结晶潜热导致)
To
Tn
实际冷却曲线
时间
2. 过冷现象与过冷度
过冷现象 ( supercooling ) 过冷度 ( degree of supercooling )
工程材料 机械制造基础 Βιβλιοθήκη BaiduⅠ
第三章 纯金属的结晶
第三章 纯金属的结晶 ( Crystal of Simple Metal )
凝固与结晶的概念 结晶的现象与规律 同素异晶(构)转变
第一节 凝固与结晶的概念
1.凝固 ( coagulation ) 物质由液态转变成固态的过程。
2.结晶 ( crystal ) *晶体物质由液态转变成固态的过程。
912℃
α - Fe
时间
本章的作业
P 25 1. 5. 7.
欢迎进入第四章学习内容
三. 结晶的能量条件及结构条件
1.金属结晶的能量条件: F=U–ST
F – 物体的自由能 U – 物体的内能 S–熵 T – 温度 K
F / T =-S
F
ΔF
液相
固相
ΔT
Tn To TL
T
2.金属结晶的结构条件
近程有序结构
远程有序结构
结晶
结构起伏
四.结晶的一般规律
形核 长大
四.结晶的一般规律: 形核、长大。
1.晶核的形成
在一定的过冷度下,当F体≥F表时,晶
核就形成。 晶核形成的形式:
*自发形核 △T = 200℃ *非自发形核 △T = 20℃
2.晶核的长大方式—树枝状
2.晶核的长大方式—树枝状
金 属 的 树 枝 晶
金 属 的 树 枝 晶
金
冰
属
的
的
树
树
枝
枝
晶
晶
3.影响晶核的形核率和 晶体长大率的因素
❖过冷度的影响
❖未熔杂质的影响
1)过冷度的影响
1)过冷度的影响
2)未熔杂质的影响 *自发形核 △T = 200℃ *非自发形核 △T = 20℃
五.细化晶粒的途径
❖提高冷却速度
V冷
△T
N
晶粒细小
❖变质处理
❖机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。
第三节 金属的同素异晶转变
纯铁的同素异晶( allomorph )转变 反应式:
δ - Fe 1394 °Cγ - Fe 912 °C α - Fe
bcc
fcc
bcc
纯铁的冷却曲线
1600
温 度
1500 1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700 600 500
1534℃
1394℃ δ - Fe γ - Fe
*物质中的原子由近程有序排列向远 程有序排列的过程。
第二节 结晶的现象与规律
一.结晶的一般过程
微小 晶核
长大
晶体
二.结晶的过冷现象
1.纯金属结晶时的冷却曲线
温 度
理论冷却曲线
结晶平台(是由结晶潜热导致)
To
Tn
实际冷却曲线
时间
2. 过冷现象与过冷度
过冷现象 ( supercooling ) 过冷度 ( degree of supercooling )
工程材料 机械制造基础 Βιβλιοθήκη BaiduⅠ
第三章 纯金属的结晶
第三章 纯金属的结晶 ( Crystal of Simple Metal )
凝固与结晶的概念 结晶的现象与规律 同素异晶(构)转变
第一节 凝固与结晶的概念
1.凝固 ( coagulation ) 物质由液态转变成固态的过程。
2.结晶 ( crystal ) *晶体物质由液态转变成固态的过程。
912℃
α - Fe
时间
本章的作业
P 25 1. 5. 7.
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