第1章5节 金属结晶资料.pptVIP

在金属结晶时会放出潜热，造成界面的温度大于液相处和固相处，产生负温度梯度。 在负的温度梯度下，界面前方的液体具有更大的过冷度，因此，当界面某处固相偶然伸入液相，便能够以更大的速率生长。伸入液相的晶体形成一个晶轴，称为一次晶轴。由于一次晶轴生长时也会放出结晶潜热，其侧面周围的液相中又产生负的温度梯度。这样，一次晶轴上又会产生二次晶轴。同理，二次晶轴上也会长出三次晶轴（见下图）。由于这样生长的结果很像树枝，所以被称为树枝状生长，晶体以树枝状生长时，晶体树枝逐渐变粗，树枝间的液体最后全部转变为固体，使每个枝晶成为一个晶粒。 1、铸锭 件 的组织 铸锭 件 的宏观组织通常由三个区组成: ⑴ 表层细晶区⑵ 柱状晶区⑶中心粗等轴晶区 ⑴ 表层细晶区：浇注时，由于冷模壁产生很大的过冷度及非均匀形核作用，使表面形成一层很细的等轴晶粒区。 ⑵ 柱状晶区：由于模壁温度升高，结晶放出潜热，使细晶区前沿液体的过冷度减小，形核困难。加上模壁的定向散热，使已有的晶体沿着与散热相反的方向生长而形成柱状晶区。 ⑶中心粗等轴晶区: 由于结晶潜热的不断放出，散热速度不断减慢，导致柱状晶生长停止，当心部液体全部冷至实际结晶温度T1以下时，在杂质作用下以非均匀形核方式形成许多尺寸较大的等轴晶粒。 ⑴ 缩孔：缩孔是由于液态金属结晶时体积收缩且补缩不足造成的。可通过改变结晶时的冷却条件和加冒口等来进行控制。钢锭出现缩孔在锻轧前应切除. 2、铸造缺陷 铸造缺陷的类型较多，常见的有缩孔、气孔、疏松、偏析、夹渣、白点等，它们对性能是有害的. 缩孔 ⑵偏析：合金中各部分化学成分不均匀的现象称为偏析。铸锭 件 在结晶时,由于各部位结晶先后顺序不同，合金中的低熔点元素偏聚于最终结晶区，造成宏观上的成分不均匀，称宏观偏析。适当控制浇注温度和结晶速度可减轻宏观偏析。 硫在钢锭中偏析的模拟结果 ⑶气孔: 气孔是指液态金属中溶解的气体或反应生成的气体在结晶时未逸出而存留于铸锭 件 中的气泡.铸锭中的封闭的气孔可在热加工时焊合，张开的气 铸件中的气孔 孔需要切除。铸件中出现气孔则只能报废。 缩松 课后作业： 课内作业： 1、对某碳素钢进行金相分析，其组织为P+Fe3C网，其中P为98%，请问此碳素钢的含碳量大约是多少？ 2、铁碳合金中的组织有哪些，简述其性能特点。 4.某仓库中的钢材经金相分析后发现组织为P+F，其中F占80%。问此钢的含碳量大约为多少？ 5. 现有形状和尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的含碳量wc分别为0.20%、0.40%、1.2%、3.5%，根据你所学的知识可用哪些方法来区别它们？ 习 题 1、如果将一软焊料反复弯曲数次，会发现它仍旧很软。而对一退火铜也作同样弯曲就会明显变硬，以至经过几次之后就不能用手弯曲了。这是为什么？ 2、钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工？（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃ 。 3、在室温下对铅板进行弯折，愈弯愈硬，而稍隔一段时间再行弯折，铅板又象最初一样柔软，这是什么原因？ 习 题 课内作业： 课内作业： 1、在正火热处理过程中，为什么加热后要有一段保温时间？ 2、锯条、弹簧和重要的轴在淬火后一般分别应进行什么回火热处理，并简述理由。 1．将Ф5mm的T8钢加热至760℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织： 珠光体，索氏体，托氏体，上贝氏体，下贝氏体，托氏体+马氏体，马氏体+少量残余奥氏体； 请画出C曲线并在其上描绘出工艺曲线示意图。 2. 指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织： ⑴ 20钢齿轮；⑵ 45钢小轴；⑶ T12钢锉刀。 3．生产中常用增加钢中珠光体量的方法来提高来亚共析钢的强度，问用何种热处理工艺？为什么？ 4．比较45钢分别加热到700℃、750℃和840℃水冷后硬度值的高低，并说明原因。 习 题 5．某一用45 钢制的零件，其加工路线如下： 备料→锻造→正火→粗机械加工→调质→精机械加工→高频感应加热淬火+低温回火→磨削 请说明各热处理工序的目的及热处理后的组织。 6．选择下列零件的热处理方法并编写简明的工艺路线（选用锻造毛坯，且钢材具有足够的淬透性）： ⑴ 某机床变速箱齿轮（模数m 4）要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢； ⑵ 某机床主轴，要求有良好的综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50～55HRC），材料选用45钢； ⑶ 镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，心部有较高的综合力学性能，材料选用38CrMoAlA。 ⑷ M12丝锥，要求刃部硬度为60～62HRC，柄部硬度为30～40HRC，材料选用T12A。 习 题 * 机械