金属凝固理论——整理

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金属凝固理论——课件整理

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第一章绪论一、金属材料成型方法金属材料成型就是把原来无定型的材料加工成形状满足要求的器件。

塑性成形:金属坯料在外力作用下产生塑性变形,从而获得具有一定几何形状,尺寸和精度,以及服役性能的材料、毛坯或零件的加工方法。

轧制:金属通过旋转的轧辊受到压缩,横断面积减小,长度增加的过程。

挤压:金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流出而制取各种断面金属材料的加工方法。

举例:棒、管、型;其它:异型截面。

锻造:锻锤锤击工件产生压缩变形A. 自由锻:金属在上下铁锤及铁砧间受到冲击力或压力而产生塑性变形的加工。

B. 模锻:金属在具有一定形状的锻模膛内受冲击力或压力而产生塑性变形的加工。

举例:飞机大梁,火箭捆挷环等冲压:金属坯料在冲模之间受压产生分离或变形的加工方法。

二、材料成型方法与组织的关系材料成型方法与工件组织有紧密的关系。

如铸造与轧制比,组织在晶粒形状、尺寸和取向方面均有明显差别。

柱状晶缩孔和气孔(收缩及气体逸出引起)非金属夹杂物(卷入)热变形:塑性变形温度高于该金属的再结晶温度。

特征:经过回复和再结晶组织均匀化,塑性好,消除内部缺陷,形成轧制流线/流纹。

冷变形:塑性变形温度低于该金属的再结晶温度。

特征:晶粒沿变形最大的方向伸长,形成纤维组织和形变织构;晶粒间产生碎晶。

金属产生加工硬化现象。

三、金属液态成型(铸造)的发展1、铸造是一门古老而年轻的科学。

根据文献记载和实物考察,证明我国铸造生产技术至少有四千年以上的悠久历史。

可分两大发展阶段:前两千年:以青铜铸造为主,形成灿烂的商周青铜文化。

出土的编钟,铸造精巧、音律准确、音色优美。

后两千年:以铸铁为主。

公元前六世纪,发明了生铁和铸铁技术,制造的生产工具取代了青铜。

铸铁生产工具的使用促进了铸铁强韧化的早期发明。

(1)战国时期,我们的先人已经能够通过石墨化热处理和脱碳热处理获得黑心韧性铸铁和白心可锻铸铁。

(2)西汉时期,铸铁中还出现了球状石墨。

而现代球墨铸铁是英国人1947年研制成功的。

金属凝固原理复习大纲

金属凝固原理复习大纲

金属凝固原理复习大纲第一篇:金属凝固原理复习大纲金属凝固原理复习大纲绪论1、凝固定义宏观上:物质从液态转变成固态的过程。

微观上:激烈运动的液体原子回复到规则排列的过程。

2、液态金属凝固的实质:原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程液态金属的结构特征:“近程有序”、“远程无序”组成:液态金属是由游动的原子团、空穴或裂纹构成3、液态金属的性质:粘度和表面张力粘度的物理意义:单位接触面积,单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力粘度的本质上是原子间的结合力影响液体金属粘度的主要因素是:化学成分、温度和夹杂物表面张力的物理意义:作用于表面单位长度上与表面相切的力,单位N/m影响液体金属表面张力的主要因素是:熔点、温度和溶质元素。

取决于质点间的作用力4、液体结构的特性:近程有序和远程无序晶体:凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。

单晶体:在晶体中所有原子排列位向相同者称为单晶体多晶体:大多数金属通常是由位向不同的小单晶(晶粒)组成,属于多晶体。

吸附是液体或气体中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。

金属从液态过渡为固体晶态的转变称为一次结晶金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为二次结晶当向溶液中加入某种溶质后,使溶液表面自由能降低,并且表面层溶质的浓度大于溶液内部深度,则称该溶质为表面活性物质(或表面活性剂),这样的吸附称为正吸附。

反之,如果加入溶质后,使溶液的表面自由能升高,并且表面层的溶质浓度小于液体内部的浓度,则称该溶质为非表面活性物质(或非表面活性剂),这样的吸附为负吸附第一章凝固过程的传热1、凝固过程的传热特点:“一热、二迁、三传”“一热”指热量的传输是第一重要;“二迁”指存在两个界面,即固-液相间界面和金属-铸型间界面。

“三传”指动量传输、质量传输和热量传输的三传耦合的三维热物理过程。

2、金属型特点:具有很高的导热性能;非金属型铸造特点:与金属相比具有非常小热导率,故凝固速度主要取决于铸型的传热性能。

金属凝固总结汇报稿件模板

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金属凝固总结汇报稿件模板金属凝固总结报告一、引言金属凝固是指金属在加热过程中由液态到固态的转变过程。

金属凝固过程对于金属材料的性能和结构有着重要影响。

本文对金属凝固进行了总结和分析,并提出了相关的讨论和展望。

二、金属凝固的基本原理金属凝固是由于金属在加热过程中,其原子或离子之间的相互作用发生变化,从而形成有序排列的晶体结构。

金属的凝固过程可以分为凝固核形成、生长和聚集三个阶段。

1. 凝固核形成阶段在金属液态中存在着微小的凝固核,这些核负责引发凝固过程。

凝固核的形成与过冷度、晶核数目及固相核心的形态有关。

2. 生长阶段凝固核在金属液态中逐渐长大形成固相晶体结构。

晶体生长的速度受到温度、溶质浓度和扩散速率的影响。

3. 聚集阶段当凝固核足够大时,会通过固相的成长相互接触并聚集成为较大的晶体。

三、金属凝固的影响因素金属凝固的结果受到多种因素的影响,一些关键因素如下:1. 温度金属的凝固温度取决于其成分和晶体结构。

温度的升高或降低都会对凝固过程产生影响。

2. 液态金属的化学成分不同的金属成分会使凝固过程发生变化,如过冷度的变化等。

3. 液态金属的混合程度液态金属的混合程度对凝固核形成的速度和晶体生长的速率都有重要影响。

四、金属凝固的应用金属凝固过程在现实生活中有着广泛的应用。

下面列举了几个典型的应用领域:1. 金属材料的制备金属凝固过程是金属材料制备的基础,控制金属凝固过程可以获得理想的金属材料。

2. 铸造工艺铸造是利用金属凝固过程制造金属零件的一种重要工艺。

对金属凝固过程进行研究有助于改善铸造工艺。

3. 金属合金制备金属合金是几种金属元素混合而成的材料。

研究金属凝固过程对于金属合金制备有重要作用。

五、金属凝固的研究方向和展望目前,对于金属凝固过程的研究主要集中在以下几个方面:1. 凝固核形成理论尽管已经有了一些关于凝固核形成的理论,但仍有待进一步研究和完善。

2. 凝固过程的建模和模拟利用计算机模拟和建模的方法,研究金属凝固过程对于揭示其内在机理具有重要意义。

金属凝固理论原理及应用

金属凝固理论原理及应用

金属凝固理论原理及应用金属凝固理论是指研究金属在固态凝固过程中的组织形态和相变行为的科学原理。

金属凝固理论的研究可以帮助我们了解金属的凝固机理以及改变金属的性质和应用。

以下将从原理和应用两个方面进行详细阐述。

一、金属凝固理论的原理:1. 凝固过程中的相变行为:在金属凝固过程中,会发生相变行为,从液相变为固相。

主要包括凝固核形成、晶体长大及晶粒形核和生长等过程。

凝固核形成是指凝固过程中由于界面能降低而导致固相形成的过程。

晶体长大是指固相晶体的体积逐渐增大。

晶粒形核和生长是指液相金属晶粒在凝固过程中通过固相组织的转变形成新的晶粒。

2. 凝固速率的影响因素:凝固速率是凝固过程中晶体生长速度的量度。

影响凝固速率的因素包括金属的熔点、凝固液体的过冷度、核活化能、晶体生长速度以及固相晶粒形核密度等。

通过调节这些因素,可以改变金属凝固的速率和组织形态,从而影响金属的性质和应用。

3. 相图和凝固曲线的研究:金属凝固过程中,可以通过相图和凝固曲线来了解金属凝固过程中的相变行为和组织形态演化。

相图可以显示凝固温度、成分和组织形态之间的关系,而凝固曲线可以用来研究凝固速率和金属的晶体生长速度。

二、金属凝固理论的应用:1. 金属材料制备:金属凝固理论可以帮助我们了解金属材料制备过程中的相变行为和组织演化规律。

在铸造和凝固过程中,通过调节凝固速率和组织形态,可以获得不同性能和应用要求的金属材料。

例如,通过改变凝固速率可以获得细晶粒或均匀晶粒分布的材料,从而提高材料的强度和韧性。

2. 改善金属材料性能:金属凝固理论的研究可以帮助我们改善金属材料的性能。

例如,通过合适的添加剂和凝固工艺,可以改善金属材料的耐磨性、耐腐蚀性、高温稳定性等性能。

同时,金属凝固理论也可以指导材料加工过程中的热处理和冷处理,从而进一步提高金属材料的性能。

3. 金属合金设计:金属凝固理论是金属合金设计的重要基础。

通过研究金属合金的凝固机制和相图,可以合理地选择合金元素和调整合金成分,以达到特定的性能和应用要求。

金属凝固理论

金属凝固理论

20、液态金属的热速处理:
21、模数:折算厚度R=V1/S1,R又称为模数。
22、理想液态金属:指没有任何杂质及缺陷的纯金属熔体。
23、流动性:液态金属本身的流动能力,称为“流正常偏析相反的溶质分布情况,当k0<1时,表面或底部含溶质元素多,而中心部分或上部含溶质较少,这种现象称为逆偏折。
15、动态晶粒细化:动态晶粒细化方法主要是采用机械力或电磁力引起固相发生相对运动,导致枝晶破碎或与从型壁脱落,在液相中形成大量的晶核,达到细化晶粒的目的。
16、铸造应力:铸件在凝固及冷却过程中,由于线收缩及固态相变会引起体积的收缩或膨胀,而这种变化往往受到外界的约束或铸件各部分之间的相互制约而不能自由地进行,于是在产生变形的同时还产生应力。
30、规则共晶合金:也称非小面--非小面共晶,多由金属--金属或金属--金属间化合物相组成,该类合金在结晶过程中,共晶两相均具有非小面生长的粗糙界面。
8、成分过冷:这种由溶质再分配导致界面前方熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷称为成分过冷.
9、枝晶间距::枝晶间距指的是相邻同次分枝之间的垂直距离,实际上则用金相视野下测得的各相邻同次分枝之间距离的统计平均值来表示。是树枝晶组织细化程度的表征,枝晶间距越小,组织就越细密,分布于其间的元素偏析范围也就越小。
25、密度偏析:密度偏析,也称重力偏析,是液体和固体共存或者是相互不混合的液相之间存在着密度差时产生的化学成分不均匀现象,一般形成于金属凝固前或刚刚开始凝固时。
26、变质处理:变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂(又称为孕育剂或变质剂),使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核,从而获得细小的铸造晶粒,达到提高材料性能的目的。变质是通过改变晶体的生长机理,从而影响晶体形貌。

金属凝固

金属凝固

第一章1金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液态金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。

原因:金属熔化时典型的体积变化∆V V m /(多为增大)为3%~5%,金属熔化潜热m H ∆比其汽化潜热b H ∆小得多,为汽化潜热的1/15~1/30。

2粘度:定义:作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dy dv x /的比例系数。

dy dv x ητ= 相关数学表达式:)exp(203T k U T k B B τδη= 0τ为原子在平衡位置的振动周期(对液态金属约为s 1310-) 粘度随原子间距δ增大而降低,以3δ成反比。

3运动粘度为动力粘度除以密度,即ρην/=粘度的影响因素:①金属液的粘度η随结合能U 按指数关系增加;②粘度随原子间距δ增大而降低;③η与温度T 的关系受两方面共同制约,但总的趋势随温度T 而下降。

4粘度在材料成型中的意义:①粘度对层流的影响远比对湍流的影响大。

在层流情况下的液体流动要比湍流时消耗的能量大。

当2300>e R 时,为湍流,当2300<e R 时,为层流。

雷诺数Re=ηρνDv Dv =(D 为直接,v 为速度,v 为运动粘度)ρνη速层D R f 32e 32== 2.02.00.2092.0e 092.0)速(湍ρνηD R f == 5流动阻力越大,管道中运输相同体积的液体所消耗的能量就越大,或者所所需压力差也就越大,由此可知,在层流情况下的液体流动要比湍流时消耗的能量大。

6夹杂物和气泡的上浮速度与液体的粘度成反比ηρρ2)(92r g v B m -=(m ρ为液体合金密度,B ρ为夹杂物或气泡密度) 下沉m B ρρ-(即杂—液)。

7.压力差:对一般曲面σ)11(21r r p +=∆(σ表面张力) 对圆柱形(2r =∞)则p ∆=rσ(式中1r r =)对球形(如液滴)(21r r =)则rp σ2=∆(式中21r r r ==) 9附加压力的意义:铸造过程金属液是否侵入砂型毛细管而形成粘砂,与表面张力σ引起的p ∆有关,金属液与砂型不湿润,有利于防止金属侵入砂型毛细管而形成粘砂,但毛细管直径D 及金属液静压头H 越大,越容易产生粘砂。

金属凝固原理范文

金属凝固原理范文

金属凝固原理范文金属凝固原理是指金属在从液态到固态转化的过程中所涉及的物理和化学现象。

金属凝固是一个复杂的过程,涉及到热力学、动力学和结构变化等方面的原理。

本文将分析金属凝固原理的基础知识,包括热力学、结构和晶体生长等方面的内容。

在金属凝固的过程中,热力学是至关重要的因素之一、根据热力学原理,金属凝固时会释放出热量,这是因为金属离子在凝固的同时释放出能量。

这种能量释放可以通过热力学公式来计算,其中包括凝固焓和凝固熵等参数。

液态金属在凝固过程中会出现结构变化,最常见的是由无序结构转变为有序的晶体结构。

晶体结构特征是金属凝固过程中的一个重要因素。

晶体结构的类型取决于金属原子的尺寸、电子构型和化学键的性质等因素。

例如,铜的晶体结构是面心立方结构,而铁的晶体结构是体心立方结构。

晶体生长是金属凝固过程中的另一个重要因素。

晶体生长是指在凝固过程中液态金属原子逐渐形成有序的晶体结构。

晶体生长可以分为两个阶段:核形成和晶格生长。

在核形成阶段,金属原子将逐渐聚集在一起,形成原子团簇。

当这些团簇达到一定大小时,它们就可以进一步生长,形成完整的晶体结构。

晶体生长的速度取决于多种因素,包括温度、压力和金属的化学成分等。

一般来说,晶体生长速度随着温度的升高而增加,因为高温有助于原子的扩散和聚集。

此外,压力对晶体生长速度也有影响,高压环境可以抑制晶体生长,而低压环境则有助于晶体生长。

除了热力学、晶体结构和晶体生长等方面的因素外,金属凝固还涉及到动力学过程。

动力学是指凝固过程中有关反应速率和能量转移的研究。

在金属凝固中,动力学过程包括原子之间的碰撞、扩散和团簇的生长等。

总之,金属凝固原理涉及到多个方面的知识,包括热力学、结构和晶体生长等。

了解这些原理可以帮助我们更好地理解金属凝固的过程,并为相关工业和科学研究提供指导。

金属凝固理论重点总结

金属凝固理论重点总结

金属凝固理论复习资料一、名词解释1.能量起伏:金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的,一些原子的能量超过原子的平均能量,有些原子的能量则远小于平均能量,这种能量的不均匀性称为“能量起伏”2.结构起伏:液态金属中的原子集团处于瞬息万变的状态,时而长大时而变小,时而产生时而消失,此起彼落,犹如在不停顿地游动。

这种结构的瞬息变化称为结构起伏。

3.浓度起伏:不同原子间结合力存在差别,在金属液原子团簇之间存在着成分差异。

这种成分的不均匀性称为浓度起伏。

4.熔化潜热:将金属加热到至熔点时,金属体积突然膨胀,等于固态金属从热力学温度零度加热到熔点的总膨胀量,金属的其他性质如电阻,粘性等发生突变,吸收的热能。

5.充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力。

6.成分过冷:由溶质再分配导致的界面前方熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷。

7.热过冷:仅由熔体实际温度分布所决定的过冷状态称为热过冷8.宏观偏析:又称长程偏析或区域偏析,指较大范围内的化学成分不均匀现象,表现为铸件各部位之间化学成分的差异。

9.微观偏析:微观偏析是指微小范围(约一个晶粒范围)内的化学成分不均匀现象,按位置不同可分为晶内偏析(枝晶偏析)和晶界偏析。

10.微观偏析(1)晶内偏析:在一个晶粒内出现的成分不均匀现象,常产生于有一定结晶温度范围、能够形成固溶体的合金中。

(2)晶界偏析:溶质元素和非金属夹杂物富集与晶界,使晶界和晶内的化学成分出现差异。

它会降低合金的塑性和高温性能,又会增加热裂倾向。

11.宏观偏析:(1)正常偏析:当合金溶质分配系数k<1时,凝固界面的液相中将有一部分被排出,随着温度的降低,溶质的浓度将逐渐增加,越是后来结晶的固相,溶质浓度越高,当k>1时相反。

正常偏析存在使铸件的性能不均匀,在随后的加工中难以消除。

(2)逆偏析:即k<1时,铸件表面或底部含溶质元素较多,而中心部分或上部分含溶质较少。

金属凝固理论答案最新 东北大学

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≥1.67×104 ℃/cm2s 即为所求. 3.论述成分过冷与热过冷的含义以及它们之间的区别和联系? 成分过冷: 液固界面前沿的液相具有正的温度梯度, 液相中各微区的熔点和实际温度之间产 生的并且与溶质浓度相关的过冷称为成分过冷。 热过冷:纯金属实际开始结晶的温度总是低于理论结晶温度,这种现象称为过冷。 成分过冷与热过冷的区别 : 热过冷是由于液体具有较大的过冷度时,在界面向前推移的情 况下, 结晶潜热的释放而产生的负温度梯度所形成的。 可出现在纯金属或合金的凝固过程中, 一般都生成树枝晶。 成分过冷是由溶质富集所产生, 只能出现在合金的凝固过程中, 其产生的晶体形貌随成分过
R K
R V1 A1
试求: (1)根据平方根定律计算不同时刻铸件凝固层厚度 s,并作出 s 曲线; (2)分别用“平方根定律”及“折算厚度法则”计算铸件的完全凝固时间,并分析差别。
解:(1) 代入相关已知数解得:
K 1 L c1 T10 T S 2b 2 Ti T 20
程中,ΔGV=GL-GS=-ΔHf(Tm-T)/Tm<0,此时ΔHf>0,故 T<Tm,即在形核过程中,要获得所必 须的驱动力,一定要有适当的过冷度,这样才能满足结晶的热力学条件。 8.说明为什么异质形核比均质形核容易? 影响异质形核的因素? 因为均质形核过程中,需要有较大强度的能量起伏和相起伏,因此需要较大的过冷度,一般 T≈0.2Tm。对异质形核而言,液态金属中存在一些微小的固相杂质质点,并且液态金属在凝 固时还和型壁相接触, 于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面形核, 因此形核所需 的过冷度大大降低,一般 T≈0.02Tm。所以异质形核比均质形核更容易。 影响抑制 形核的因素: (1)金属液过冷度的大小:一定范围内,过冷度越大,越促进形核; (2)结晶相的晶格与杂质基底晶格的错配度的大小:错配度越小,越促进形核; (3)杂质表面的形貌和杂质特性的影响; (4)过热度的影响:过热度很大时,固态杂质质点表面状态发生改变或发生熔化,从 而阻碍了异质形核; (5)其他物理因素的影响:如震动和搅动都促进了异质形核。 9.讨论两类固-液界面结构(粗糙面和光滑面)形成的本质及其判据。 10.固-液界面结构如何影响晶体生长方式和生长速度? 固-液界面的结构不同,则其接纳液相中迁移过来的原子的能力也不同,从而使晶体生长方 式和生长速度产生差异。根据固-液界面结构的不同,晶体有三种不同的生长机制,每种生 长机制对应的生长速度也不同。 (1)二维晶核长大机制。 当固液界面为光滑界面时,若液相单个原子的扩散迁移到界面上是很难形成稳定状态的, 这 是由于它所带来的表面能的增加,远大于其体积自由能的降低。在这种情况下,晶体的长大 只能依靠所谓的二维晶核方式, 即依靠液相中的结构起伏和能量起伏, 使一定大小的原子集 团差不多同时降落到光滑界面上,形成具有一个原子厚度并且具有一定宽度的平面原子集 团。 这个原子集团带来的体积自由能的降低必须大于其表面能的增加, 它才能在光滑界面上 形成稳定的状态。这种晶核即为二维晶核,它的形成需要较大的过冷度。二维晶核形成后, 它的四周就出现了台阶, 后迁移来的液相原子一个个填充到这些台阶处, 这样所增加的表面 能较小。直到整个界面铺满一层原子后,便又变成了光滑界面,而后又需要新的二维晶核的 形成,否则成长即告中断。 由于二维晶核长大机制需要较大的过冷度, 而且需要新的二维晶核不断的形成才能使晶核继 续长大,因此这种生产方式的长大速度十分缓慢。 2)螺型位错生长机制。 对于固液界面是光滑界面的晶体来说, 在晶体长大时可能形成种种缺陷, 从而在缺陷处产 生了台阶,液相中的原子源源不断的向台阶处迁移 ,晶体逐渐长大。这就是所谓的螺型位 错生长机制,实质是二维生长的另一种方式,它不是由形核来形成二维台阶,而是依靠晶体 缺陷产生出台阶。 由于这种因缺陷而产生的台阶使液相原子容易向上堆砌, 而且这些缺陷提供了永远没有穷 尽的台阶,因此长大速度比二维晶核长大速度快的多。 (3)连续长大机制。 在粗糙界面上, 几乎有一半应按晶体规律而排列的原子位置正虚位以待, 从液相中扩散来 的原子很容易填入这些位置,与晶体连接起来。由于这些位置接纳原子的能力是等效的, 在 粗糙界面上的所有位置都是生长位置, 所以液相原子可以连续地向界面添加, 界面的性质永 远不会改变,从而使固液界面迅速地向液相推移。这种长大机制称为连续长大机制。 这种长大机制的晶体长大速度很快,大部分金属晶体均以这种方式长大。

纯金属凝固知识点总结

纯金属凝固知识点总结

纯金属凝固知识点总结1. 凝固的基本原理在纯金属凝固的过程中,金属离子从液态状态转变为晶态状态,这一过程主要包括两个方面的变化:(1) 原子排列的变化。

在液态金属中,金属原子是无序排列的,而在凝固过程中,金属原子开始有序排列,形成不同的晶体结构。

(2) 基本结构的变化。

不同的金属具有不同的晶体结构,如立方晶体、六方晶体等,这种基本结构的变化是凝固过程中的重要特征。

在金属凝固的过程中,除了原子排列的变化和基本结构的变化外,还会同时涉及到晶体的生长、演变和凝固温度等因素的影响。

因此,要深入了解纯金属凝固的过程,需要综合考虑上述多个因素的作用。

2. 凝固过程中的晶体生长晶体生长是在凝固过程中最基本的现象之一。

在金属凝固的过程中,晶体生长是从液态金属中形成晶体的过程,其过程主要包括以下几个方面:(1) 传质与传热。

在晶体生长的过程中,溶质从液相向固相迁移,而热量也是从熔体向冷凝物质迁移的过程。

这种传质与传热是晶体生长的基础。

(2) 晶体核的形成。

在凝固过程中,晶体核的形成是晶体生长的关键。

晶体核的形成是通过原子或离子以一定的方式排列而形成的,这是晶体生长过程中的起始点。

(3) 晶体生长的机制。

晶体的生长可以通过表面扩散、体积扩散、界面扩散等不同方式进行。

这种不同的生长机制将直接影响晶体的形态和晶体结构。

(4) 晶体生长速率的控制因素。

晶体生长速率受到诸多因素的影响,如温度、凝固速率、溶质浓度等因素都将对晶体生长速率产生显著的影响。

综上所述,要理解纯金属凝固过程中的晶体生长过程,首先需要了解晶体核的形成、晶体生长的机制以及晶体生长速率的控制因素。

这将有助于深入理解凝固过程中的晶体生长现象。

3. 影响凝固过程的因素在金属凝固的过程中,有多种因素会对凝固过程产生影响。

主要包括以下几个方面:(1) 温度。

温度是影响金属凝固的最主要因素之一。

凝固温度的高低不仅会直接影响凝固过程的速率,也会对晶体结构的形成产生重要影响。

金属凝固总结分析报告

金属凝固总结分析报告

金属凝固总结分析报告
在金属凝固的研究中,我们通过实验和分析得出了以下结论。

首先,金属凝固是指在升高温度过程中,金属从液态逐渐过渡到固态的过程。

在凝固过程中,金属原子逐渐排列有序,形成晶体结构,并释放出热量。

其次,金属凝固的过程可分为几个阶段。

首先是液态金属的冷却阶段,在这个阶段中,金属原子的热运动逐渐减弱,使得金属原子能量降低。

随着温度的降低,金属原子逐渐聚集在一起,形成微小的团簇。

接下来是核化阶段,也就是凝固过程的起始点。

在这个阶段,金属原子团簇持续增长,形成固态的核,在固态核周围形成过冷液态金属。

随后是晶化阶段,这个阶段中,过冷液态金属逐渐转变为晶态结构。

由于晶体的结构有序性和周期性,固态金属的密度、硬度等物理性质也会随着晶化的进行而改变。

最后是固态金属的生长阶段,也就是凝固过程的终点。

在这个阶段,固态核逐渐长大,形成完整的晶体结构。

金属原子的排列有序性进一步加强,形成具有特定晶体结构的金属。

此外,金属凝固的速度也会受到一些因素的影响。

其中,温度是最主要的因素之一。

温度越低,金属凝固的速度越慢,固态金属的晶体结构也越完整。

另外,金属的成分和冷却速度也会
对凝固过程产生影响。

综上,金属凝固是一个复杂的过程,涉及多个阶段和因素。

研究金属凝固可以帮助我们了解金属材料的性质和加工过程,对于提高金属的质量和性能具有重要意义。

金属凝固总结汇报稿件范文

金属凝固总结汇报稿件范文

金属凝固总结汇报稿件范文金属凝固是指金属从液态到固态过程中的物理变化。

在金属加热至其熔点以上时,原子或离子通过碰撞或相互作用来凝结形成晶体。

金属凝固过程中的结晶是有序的,具有规则的排列方式。

本文将介绍金属凝固的基本原理、影响因素和凝固方式,并对金属凝固的应用进行探讨。

一、金属凝固的基本原理金属凝固的基本原理是原子或离子之间的相互作用。

当金属被加热到熔点以上时,金属原子或离子由于热运动而脱离其原位,并逐渐形成具有有序结构的晶体。

在凝固过程中,金属原子或离子在空间中的有序排列会形成晶体的晶格。

晶格结构决定了金属的性质和力学特性。

二、金属凝固的影响因素1. 温度:金属凝固的温度是影响凝固过程的重要因素。

当金属的温度高于其熔点时,金属开始熔化并形成液态。

当金属温度降低到熔点以下时,金属开始凝固。

2. 纯化度:金属的纯度对金属凝固过程也有影响。

较高纯度的金属原子或离子在凝固过程中更容易有序排列,形成高质量的晶体结构。

3. 晶种:金属凝固的过程中,晶种的选择和引入对凝固过程和晶体的形成有重要作用。

晶种的选择应根据金属的相变特点和晶体结构要求合理选择。

4. 核化剂:金属凝固过程中的核化剂可以促进晶体的形成,提高晶体的质量和均匀性。

三、金属凝固的方式1. 自由凝固:自由凝固是指金属在没有任何限制条件下自由地凝固。

在自由凝固过程中,金属原子或离子逐渐有序排列,形成具有晶体结构的金属。

2. 向心凝固:向心凝固是在有限空间内进行的凝固过程。

金属从固相到液相的转变是从外向内逐渐进行的。

向心凝固有助于形成更大尺寸和更均匀的晶体。

3. 外形凝固:外形凝固是在一定模具形状的限制下进行的凝固过程。

外形凝固可以用于制备不同形状的金属制品。

四、金属凝固的应用1. 金属合金制备:金属凝固可以用于制备各种金属合金。

通过调节金属组分和凝固方式,可以获得不同性能的合金材料。

2. 金属缺陷控制:金属凝固过程中的晶体缺陷对金属材料的性能有重要影响。

金属凝固理论.

金属凝固理论.

⾦属凝固理论.快速凝固理论与技术的研究及应⽤摘要快速凝固技术是近年来得到⼴泛发展和应⽤的新型材料的制备技术,其特点是具有较⾼的冷却速率和明显的⾮平衡效应。

本⽂介绍了快速凝固技术原理、快速凝固得到的组织特征及原因、快速凝固实现⽅法,并对快速凝固技术在制备镁合⾦、铝合⾦、铜合⾦、⾦属纳⽶结构材料中的应⽤作了详细介绍。

快速凝固技术得到的合⾦具有超细的晶粒度,⽆偏析或少偏析的微晶组织,新的亚稳相等与常规合⾦不同的组织和结构特征。

关键词快速凝固;凝固原理;凝固组织;快速凝固实际应⽤Research and Application of Rapid Solidification Theory and TechnologyABSTRACT Rapid solidification technology is the preparation technology of new materials and it is widely developed and applied in recent years.The characteristic of the rapid solidification technology is high velocity of cooling and obvious non-equilibrium effect. This paper mainly introduce the principle, structure and the realization method of rapid solidification technology. It also introduces the application of rapid solidification technology which is in magnesium alloy, aluminum alloy, copper alloy and metal nano structure material in detail. The alloy obtained by rapid solidification technology has ultrafine grain size, microcrystalline structure of segregation-free or less segregation, new metastable phase that conventional alloys do not possess. These features all owned by it surely play an important influence on the theoretical study and the need in actual production of material science and other subjects.KEY WORDS rapid solidification; theory of solidification; structure of solidification; practical application of rapid solidification 凝固是⾦属材料⽣产过程中材料冶⾦质量控制的关键环节。

金属凝固原理大汇总

金属凝固原理大汇总

描述液态金属的结构,指出与固态金属结构的差异。

这种短程有序是不稳定的,表现为:在一定时间内液体中可能出现一些原子呈规则排列的微体积,经过一段时间之后,它们就消散。

同时在液体的另外一些微体积中又会形成原子的规则排列。

这一过程可以不断重复进行。

随着温度的下降,短程有序的程度和微观体积的尺寸增大。

与固态结构的差异:(1)液体中原子之间的平均距离比固体中略大;(2)液体中原子的配位数比密排结构晶体的配位数小。

何谓过冷。

推导过冷的热力学条件。

金属开始凝固的温度7;低于其熔点心,这种现象叫做过冷。

推导见上交版《材料科学基础》第六章第三节。

金属凝固过程包括哪两个基本过程。

包括形核和长大两个过程。

指出形核过程的驱动力和阻力分别是什么,比较均匀形核和非均匀形核的临界形核功大小和形核率的大小,说明造成两者差异的原因。

形核过程的驱动力是体积自由能的下降,阻力是面积自由能的上升。

非均匀形核的临界形核功小于均匀形核,非均匀形核的形核率大于均匀形核。

这是因为在非均匀形核时阻力小于均匀形核所致。

何谓正温度梯度和负温度梯度。

何谓粗糙界面和光滑界面。

正温度梯度有dT∕dx>O关系,即离开界面越远,液体的温度越高。

负温度梯度正好相反。

粗糙界面:界面上有一半位置为原子占据,一半为空位。

界面在微观范围是粗糙的,高低不平。

界面由几个原子厚的过渡层组成。

这种微观上粗糙的界面在宏观上是平直的。

简述三种长大机制。

分析金属和非金属在正或负温度梯度下分别以何种机制长大,及其对固体形貌的影响。

三种长大机制:垂直长大机制、二维形核长大机制、螺旋长大机制。

金属在正、负温度梯度下都以垂直长大机制长大,在正温度梯度下以平面方式长大,长成等轴晶,在负温度梯度下以树枝晶方式长大,长成树枝晶。

非金属在正、负温度梯度下都以二维形核机制和螺旋机制长大,在正温度梯度下以平面方式长大,长成等轴晶;在负温度梯度下有树枝晶的倾向,但是不明显。

简述影响金属凝固后晶粒尺寸的因素。

金属凝固原理

金属凝固原理

金属凝固原理金属凝固是指金属从熔化状态向固态转变的过程。

金属凝固是金属加工和制造中的关键工艺之一,对于金属材料的性能和结构具有重要影响。

金属凝固有两种基本模式,分别是平衡凝固和非平衡凝固。

平衡凝固是在金属熔体达到热力学平衡条件下进行的凝固过程。

在平衡凝固过程中,金属熔体的凝固速度较慢,使得晶体有足够的时间进行有序排列,形成结晶的晶格结构。

这种凝固方式下得到的晶体结构一般是均匀、致密的。

而非平衡凝固则是在金属熔体未达到热力学平衡条件下进行的凝固过程,通常是由于快速冷却或其他条件的限制。

非平衡凝固下得到的金属结构通常不具备完整的晶格结构,其中可能包含一些缺陷,如晶界、孪生晶和扩散限制。

金属凝固的主要原理包括热力学原理和动力学原理。

热力学原理研究的是金属凝固的平衡过程和热力学参数,如凝固温度、凝固速度等。

相变热是研究金属凝固的重要参数之一,它是单位质量金属从液态到固态过程中释放或吸收的热量。

相变热的大小直接影响到金属凝固过程的温度和能量交换。

动力学原理研究的是金属凝固的凝固速率和晶体生长行为。

凝固速率与温度梯度成正比,与金属的热导率和定向凝固度有关。

晶体生长通常是以晶核为起点,通过界面扩散分子在凝固过程中不断形成新的晶核,最终形成完整的晶体结构。

在金属凝固中,晶体生长过程是一个重要环节。

晶体生长可以分为表面扩散和体内扩散两种方式。

表面扩散是指晶体表面上的原子或离子通过空间的跳跃来进行扩散,而体内扩散则是指晶体内部的原子或离子通过晶面间的空隙进行扩散。

晶体生长的速度与扩散速率和扩散路径有关,因此扩散是影响金属凝固过程的重要因素之一温度梯度和凝固界面形貌也是金属凝固的关键因素。

温度梯度会导致凝固界面的变形和变动,从而影响到晶体生长和凝固速率。

凝固界面的形貌也对凝固过程有重要影响。

对于非平衡凝固,凝固界面通常是不规则的,形成了一些晶界、孪生晶和其他缺陷。

这些缺陷会影响金属的性能和结构。

除了热力学和动力学原理外,还有其他一些因素也会影响金属凝固的过程。

金属凝固理论

金属凝固理论

第十章铸件形成理论概述铸造: 是一种用液态金属生产制品的工艺方法。

铸件:将金属熔化,成为具有良好流动性的液态,在重力场或其它力(压力、离心力、电磁力等)作用下充满铸型,经凝固和冷却成为具有铸型型腔形状的制品,所铸出的金属制品称为铸件。

铸造的特点:(1)适应性强(2)尺寸精度高(3)成本低(4)缺点:a:铸件尺寸均一性差b:与压力加工和粉末冶金相比,金属的利用率低c :内在质量比锻件差d:工作环境粉尘多、温度高、劳动强度大、生产效率低等。

第十一章液态金属的结构和性质液态金属的遗传性:铸件的组织和气孔等缺陷与炉料的组织和缺陷有关。

主要体现在以下几个方面: 炉料的组织和缺陷对凝固后铸件或毛坯的组织和缺陷有影响、在液态合金中加入合金元素后,改变了合金中元素与元素之间的相互作用,进而影响凝固后铸件或毛坯的组织、液态金属或合金的结构(如过冷度、净化程度等)不同对凝固后铸件或毛坯的组织有影响,这些影响液态金属或合金熔体结构进而影响凝固后铸件或毛坯的组织与性能称液态金属或合金的遗传性。

金属的液态结构:液体状态的结构有以下特点:1)原子间仍保持较强的结合能2)在熔化时仅在原子集团内有序排列(近程有序排列)。

3)能量起伏大,新的原子集团。

所有原子集团都处于瞬息万变状态。

4)原子集团之间距离较大,比较松散,犹如存在“空穴” 。

自由电子归原子集团中原子公有,仍导电。

5)原子集团的平均尺寸、“游动”速度都与温度有关。

实际金属的液态结构:存在着大量杂质原子,不会很均匀地分布。

游动集团之间存在着成分不均匀性,称为"浓度起伏" 。

因此,实际金属和合金的液体结构中存在着两种起伏,一种是能量起伏,表现为各个原子间能量的不同和各个原子集团间尺寸的不同;另一种是浓度起伏,表现为各个原子集团之间成分的不同。

原因:1)工业多元合金2)原材料杂质3)熔化过程中金属与炉气、熔剂,炉衬的相互作用还会吸收气体带进杂质,甚至带入许多固、液体质点。

金属凝固原理复习资料

金属凝固原理复习资料

金属凝固原理复习题部分参考答案2004年二 写出界面稳定性动力学理论的判别式,并结合该式说明界面能,温度梯度,浓度梯度对界面稳定性的影响。

答:判别式,201()()2(1)m cv D s g m v D g G T k ωωωω**⎛⎫- ⎪⎝⎭=-Γ-++⎛⎫-- ⎪⎝⎭,()s ω的正负决定着干扰振幅是增长还是衰减,从而决定固液界面稳定性。

第一项是由界面能决定的,界面能不可能是负值,所以第一项始终为负值,界面能的增加有利于固液界面的稳定。

第二项是由温度梯度决定的,温度梯度为正,界面稳定,温度梯度为负,界面不稳定。

第三项恒为正,表明该项总使界面不稳定,固液界面前沿形成的浓度梯度不利于界面稳定,溶质沿界面扩散也不利于界面稳定。

三 写出溶质有效分配系数Ek的表达式,并说明液相中的对流及晶体生长速度对Ek的影响。

若不考虑初始过渡区,什么样的条件下才可能有0sC C*=答:(1)NL s vED C k kCk k eδ*-==+- 可以看出,搅拌对流愈强时,扩散层厚度N δ愈小,故sC*愈小。

生长速度愈大时,sC*愈向C接近。

(1)慢的生长速度和最大的对流时,NL vD δ《1,0E k k =;(2)大的生长速度或者液相中没有任何对流而只有扩散时,NL vD δ》1,E k =1 (3)液相中有对流,但属于部分混合情况时,01E k k <<。

1E k =时,0s C C *=,即在大的生长速度或者液相中没有任何对流而只有扩散时。

四 写出宏观偏析的判别式,指出产生正偏析,负偏析,和不产生偏析的生长条件。

答:0001s qqC k C k =-+,s C 是溶质的平均浓度,0C 是液相的原始成分,q 是枝晶内溶质分布的决定因素,它是合金凝固收缩率β,凝固速度u 和流动速度v 的函数,(1)(1)v q u β=--。

0s C C =,即1p u v ββ=--时,q=1,无宏观偏析。

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曾侯乙编钟(战国)
司母戊大方鼎(商代晚期)
世纪年代后,研究地重点在经典理论地应用,出现了快速凝固、定向凝固、等离子熔化技术、激光表面重熔技术、半固态铸造、调压铸造等凝固技术和材料成型方法.Zzz6Z。
其后,对凝固过程地认识逐渐从经验主义中摆脱出来.大野笃美提出了晶粒游离和晶粒增殖地理论.
随着计算机技术地发展,通过计算机定量地描述液态金属地凝固过程,对凝固组织和凝固缺陷进行预测,在此基础上,出现了许多新地凝固理论和模型.它们将温度场、应力场、流动场耦合起来进行研究,其结果更接近于实际.国际国内已出现了许多商品化地凝固模拟软件,它们在科研和生产中发挥着重要作用.dvzfv。
举例:棒、管、型;
其它:异型截面.
锻造:锻锤锤击工件产生压缩变形
.自由锻:金属在上下铁锤及铁砧间受到冲击力或压力而产生塑性变形地加工.
.模锻:金属在具有一定形状地锻模膛内受冲击力或压力而产生塑性变形地加工.
举例:飞机大梁,火箭捆挷环等
冲压:金属坯料在冲模之间受压产生分离或变形地加工方法.
二、材料成型方法与组织地关系
)型中气体
型能发气——金属型间形成气膜——减小摩擦阻力——易充型.
但是:气太多——反压力大,浇不进去:翻腾、飞溅.
解决方法:()降低含水、发气物含量;
()提高型透气性.
()浇注条件方面因素
)浇注温度
温度高——充型能力强.
但超过某界限,吸气多、氧化严重,充型能力提高不明显.
生产中,对薄壁件及流动性差合金,可提高浇温.
、影响充型能力地因素及提高充型能力地措施
内因:自身流动性
外因:型地性质、浇注条件、铸件结构等因素地影响,是各种因素地综合反映.
()金属性质
)合金成分
纯金属、共晶成分合金和金属间)凝固层内表面平滑,阻力小;
()流动时间长.
相图中有结晶温度范围地地方流动性下降,在最大温度范围处,流动性最差.
)合理地熔炼工艺——减粘、减表面张力
原材料:去杂质
熔炼:少接触有害气体
熔化后:脱氧、精炼
()铸型性质方面因素
)型地蓄热系数:指铸型从金属吸取并储存在本身中热量地能力.
型地蓄热系数大——型激冷能力强——金属保持液态时间短——充型能力下降.生产中可用涂料调整.
)型温度
预热型——减小型金属液温差——充型能力提高.
钟钮旁边四处不易觉察地疤痕,是四个浇口地位置.
采用最典型地雨淋式浇铸法:几十座熔炉沿四条槽道排开,炉内大火流金、铜汁鼎沸;地坑里内外模范同时高温预热.jLBHr。
当炉膛中地铜液相继奔泻而出后,这口万钧大钟便一气呵成.
回望此情此景,五百年前地手工作坊式生产,分明已经透出了近代大工业地规模和气概.
冷却
冷却也是一道致命地工序.
导热系数小合金:散热慢,流动时间长.
)粘度
层流:影响大.停流前一刻,通道面积小,阻力系数大.
紊流:影响小.实验证明,除停流前一刻,均为紊流.
)表面张力
对薄壁件,铸件地细薄部分有影响;
通常不润湿,阻碍型腔充填.
综上所述,为提高充型能力,在金属方面采取以下措施:
)正确选择合金成分:尽量选共晶或结晶温度范围小地合金;
液态金属地性质
一、粘度
——常数;
——为无外力作用时原子之间地结合能;
——为原子在平衡位置地振动周期(对液态金属约为秒);
δ——相邻原子平衡位置地平均距离.
、粘度在材料成形中地意义
()对液态金属净化地影响
()对液态合金流动阻力地影响
()对凝固过程中液态合金对流地影响
()粘度对成形质量地影响
()粘度对成形质量地影响
、杂质地来源
()常用金属为多元合金;
()原材料存在多种杂质;
()熔化时,被污染(金属与炉气、熔剂、炉衬反应、吸气,带进杂质).
、实际金属液态结构——非常复杂.
()也存在游动原子团、空穴及能量起伏;
()原子团、空穴中有各种合金元素及杂质元素;
()存在浓度起伏;
()存在不稳定或稳定化合物(固、气、液).
()凝固温度区间;
()断面存在两相区;
()前端枝晶数多,粘度大,流速小.
)结晶潜热
纯金属、共晶成分合金:凝固点固定,潜热能发挥,利于流动;
结晶温度范围宽地合金:散失部分潜热后晶粒成网,阻塞流动,潜热难发挥.对流动性影响不大.
)比热、密度、导热系数
比热、密度大合金:含热量多,保持液态时间长,流动性好.
)折算厚度:铸件体积与表面积地比值.
折算厚度大,与型接触面积相对小——散热慢——充型能力高.
)复杂程度
厚、薄部分过渡面多、型腔结构复杂:流动阻力大——充型难.
、作用:好地流动性利于缺陷地防止:
()补缩;()防裂;()充型;()气体与杂质易上浮.
、测定:浇注流动性试样.
试样结构、铸型性质、浇注条件相同,改变合金成分,测试样长度.
二、充型能力
、概念:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件地能力.
充型能力弱则可能产生浇不足、冷隔;充型能力过强则可能产生砂眼、铁豆、抬箱,以及卷入性气孔、夹砂等缺陷.SixE2。
坑内是一团没有熄灭地地火和流焰,必须控制冷却速度防止钟体炸裂.
世界著名地俄罗斯大钟就因冷却过程中地闪失出现裂纹,结果沦为一口哑钟.
而孕育永乐大钟地地坑此时是一个天然地自动冷却系统.
可以想象当年劳苦地工匠们付出了多少心血,精心呵护,才能确保永乐大钟在平安降温中平安降生.
化学成分
从大钟顶部一个微小地砂眼中取出一个微小地金属颗粒;从大钟底部不显眼地边缘刮掉一点金属粉末.
结合力不同:结合力强地易聚;
能量起伏:各微观区域地能量不同,有地微区能量高,有地微区能量低.
()杂质存在方式不同:溶质、化合物.
、结合力较强——形成新地化学键——临时不稳定化合物;(低温化合,高温分解)
、结合力非常强——形成强而稳定地化合物——新相;
、结合力小于,则原子聚集——被排斥在集团外或液体表面——降低表面张力——表面活性元素.
这种成分配比,与《考工记》中地“六齐”项下地“钟鼎之齐”地记载极其近似.
大钟铸好后,待到冬天,先每隔一里挖一口井,再沿路挖沟引水,泼水结冰,然后开始搬运.
大钟在冰路上滑行几十里才到宫中.
再滑到冰土堆上,然后建钟楼,钟挂于楼顶.
春天解冻后,取土而钟悬.
五绝
永乐大钟有“五绝”.
第一绝是形大量重、历史悠久.
后两千年:以铸铁为主.公元前六世纪,发明了生铁和铸铁技术,制造地生产工具取代了青铜.
铸铁生产工具地使用促进了铸铁强韧化地早期发明.
()战国时期,我们地先人已经能够通过石墨化热处理和脱碳热处理获得黑心韧性铸铁和白心可锻铸铁.
()西汉时期,铸铁中还出现了球状石墨.而现代球墨铸铁是英国人年研制成功地.
在我国古代铸造工艺中,失蜡法是非常常用地一种方法.古代许多精致地青铜艺术珍品多采用该法制造.如铜像、铜狮等.现代地熔模铸造或精密铸造就是由此发展而来.p1Ean。
所以,液态金属结构类似于固态金属.
()由固态变液态,熵地增值相对于熔点前地熵值并不算大.(熵代表系统结构紊乱性变化).
即:在熔点附近:液固结构相差不大.
、直接研究方法:通过液态金属射线衍射分析来直接研究金属地液态结构.
、液体地流动特性——像气体;
但体积特性、热特性——像固体——局部原子排列与固体无异——近程有序.
、相变
液态金属地结构
一、液态结构与固态结构间地异同
、间接研究方法:研究金属熔化、汽化时地物理现象间接研究液态结构.从液态金属地热物理性质看,液态结构更像固态结构.Emxvx。
()金属地汽化潜热远大于熔化潜热,以铝为例:
汽化潜热熔化潜热.
气态金属——原子间结合键几乎全部破坏.
液态金属——原子间结合键仅部分被破坏.
缺点:浇注温度高——组织粗大、缩孔、缩松、粘砂、裂纹易产生.
)充型压头
压力大——充型好
生产中,增加金属静压头.但压头也不能过高.
缺点:充型速度过大,产生喷射、飞溅(氧化、铁豆);气体不易排出(浇不足、冷隔).
)浇注系统地结构
复杂——流动阻力大——充型能力下降.
()铸件结构方面地因素
通常用铸件地“折算厚度”和复杂程度衡量铸件结构特点.
因此,关于液体,有两种说法:
()本质上是密集地气体;
()高度有缺陷地晶体.
、其它方面
()熔化时,体积膨胀左右;
()扩散系数:
液——溶质扩散系数约数量级;
固——溶质扩散系数约数量级.
差倍.
()晶态
固——晶体、非晶体
液——非晶体
二、理想纯金属地液态结构特点
、原子间保持较强地结合能;
、原子排列小距离内(仅在原子集团内——几十到几百个原子地集团)有规律——近程有序;
第二绝,是世界上铭文字数最多地一口大钟.
大钟奇妙优美地音响是第三绝,“幽雅感人、益寿廷年”.
科学地力学结构是永乐大钟地第四绝.永乐大钟地悬挂纽是靠一根与钟体相比显得很小地铜穿钉连接地.穿钉很小,却恰在它所能承受四十多吨地剪应力范围之内.RTCrp。
永乐大钟第五绝是高超地铸造工艺.
铸造方法和过程
工匠们营造了一个壮观而宏大地场面:
材料成型方法与工件组织有紧密地关系.
如铸造与轧制比,组织在晶粒形状、尺寸和取向方面均有明显差别.
柱状晶
缩孔和气孔(收缩及气体逸出引起)
非金属夹杂物(卷入)
热变形:塑性变形温度高于该金属地再结晶温度.
特征:经过回复和再结晶组织均匀化,塑性好,消除内部缺陷,形成轧制流线流纹.
冷变形:塑性变形温度低于该金属地再结晶温度.
永乐大钟(明代)
铸造工艺
永乐大钟采用泥范法铸造.
先在地上挖一个大坑,用草木和三合土做好内壁,上面涂上细泥,把写好经地宣纸反贴在细泥上,刻好阴字,加热烧成陶范,然后再一圈圈做好外范.DXDiT。
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