2.1-金属的结晶.pptVIP

概 述 一、比较铁、铝、铜的性能 1. 性能比较 2. 原因——结构不同 二、本章内容与前后内容的关系 材料→结构→性能→选材与加工方法 第一节 金属的结晶 一、金属晶体 1. 晶体与非晶体的区别 2. 问题 金属晶体能否制成非晶体？ 二、金属的结晶过程 1. 结晶 一次结晶：液态→固态。 二次结晶：固态相变。 2. 一次结晶 ⑴ 肉眼观察：液态→固态。 ⑵ 光学显微镜下观察：形核→长大。 ⑶ 电镜下观察：原子排列无序→有序； 原子运动高速→低速。 3. 理论结晶温度TO ⑴ 定义：物质的液相与固相的自由能相等时的温度。 ⑵ 测定方法： 方法1 理论计算 方法2 热分析法 ⑶ 问题： 水、冰在0℃时为什么能够共存？ 生活中有一句话，下雪不冷化雪冷，对否，为什么？ 图2-2中为什么出现一个平台？ 4. 过冷现象与过冷度 ⑴ 问题：常压、0℃的条件下，水是否向冰转变？ ⑵ 过冷现象 实际结晶过程只有在理论结晶温度以下才能进行的现象。 ⑶ 过冷度：△T＝To－Tn ⑷ 过冷度的决定因素： 液态金属的本性与纯度； 液态金属的冷却速度，v冷↑，Tn↓，△T↑ 三、金属的结晶过程 1. 结晶过程 原子集团→晶胚→晶核→晶粒 结晶过程录相 2. 形核方式 ⑴ 自发形核 ⑵ 非自发形核 实际金属结晶时，往往在很小过冷度下便已开始结晶，并不需要自发形核时那样大的过冷度。 3. 过冷度对形核和长大的影响 ⑴ △T对形核率N（晶核形成数目/s·mm-3）和长大率G(mm/s)的影响 v冷增大，N与G均增大，但由于N比G增大速度快，晶粒比较细小。 ⑵ 作用机理 晶体与液体的自由能差（△F），是形核和长大的驱动力； 液体中原子迁移能力或扩散系数（D），是必须条件。 4. 问题 图2-4中右半部分为什么以虚线表示？ 四、晶粒大小的控制 单个晶粒的大小称为晶粒度，通常采用晶粒的平均面积或平均直径来表示。 1. 晶粒度对金属性能的影响 常温下：晶粒越细小，则强度和硬度越高，同时塑性和韧性也越好； 高温下：晶粒应适当粗化。 2. 决定晶粒度的因素 晶粒度取决于晶核形成率N与成长速率G之比，N/G越大，晶粒越细。 3. 细化晶粒的措施 ⑴ 增大过冷度 ⑵ 变质处理 ⑶ 机械振动法（如搅动）﹑超声波振动法等。 4. 细晶强化 * 金属材料的组织结构 *