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为什么金属结晶时一定要有过冷度（存在过冷现象）？ 2.金属的结晶过程：生核和长大 （2）晶核的长大：平面长大和树枝状长大 树枝状结晶 二、同素异构转变(二次结晶、重结晶) 三、细化铸态金属晶粒的措施 四、铸锭的结构 铸锭的缺陷 第二节 合金的结晶 共析相图 A B T,?C ? ? ? ? + ? ? + ? ? + ? c e d L + ? L 含有稳定化合物的相图 杠杆定律 Cu Ni Ni% T,?C 20 40 60 80 100 1083 1455 L ? L+ ? 1 2 a b a1 b1 c1 T1 T2 1. 在两相区内，对应每一确定的温度，两相的成分是确定的。 2. 随着温度的降低，两相的成分分别沿液相线和固相线变化。 杠杆定律：在两相区内，对应每一确定的温度T1，两相质量的比值是确定的。即 QL/Q?=b1c1/a1b1 杠杆定律推论：在两相区内，对应温度T1时两相在合金b中的相对质量各为 QL/QH=b1c1/a1c1 Q?/QH=a1b1/a1c1 =1- QL/QH 杠杆定律的适用范围： （1）只适用于相图中的两相区； （2）只能在平衡状态下使用 （3）支点为合金的成分点，两个端点为给定温度时两相的成分 例：将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后慢冷至如图温度T1,求此时: 1)两相的成分; 2)两相的重量比; 3)两相的相对重量; 4)两相的重量。 L, 50%Ni; α, 80%Ni * 山东大学博士学位论文 TESAW电弧特性及熔滴过渡研究 第一章　材料的结构与性能 金属材料 （金属键） 高分子材料 （共价键、分子键） 陶瓷材料 （离子键、共价键） 晶体结构(BCC、FCC)；缺陷(点,线,面)；合金；相(固溶体、金属间化合物)；组织 工艺性能；强度 塑性 硬度 韧性；腐蚀 C H O大分子链；线 支化 体型；热固性 热塑性 线型非晶态→玻璃 高弹 粘流态；老化 原料制备,坯料成型,烧结；晶体相,玻璃相,气相 脆性极大 第二章 金属材料组织和性能的控制 第一节 纯金属的结晶 第二节 合金的结晶 第三节 金属的塑性加工 第四节 钢的热处理 第五节 钢的合金化 第六节 表面技术 一、纯金属的结晶 二、同素异构转变 三、细化铸态金属晶粒的措施 四、铸锭的结构 五、单晶的制取 第一节 纯金属的结晶 第一节　纯金属的结晶 结晶：金属从液态转变为固体晶态的过程 一次结晶：液态→固体晶态 二次结晶（重结晶）：固体晶态→另一种固体晶态 冶 晶体 液体 结晶 结晶： 液体 → 晶体 凝固： 液体 → 固体（晶体 或 非晶体） 一、纯金属的结晶 t T T0 Tn 理论结晶温度 开始结晶温度 }?T 过冷度 ?T= T0 - Tn 1.纯金属结晶的条件（必须过冷） 液体金属在结晶时的温度-时间曲线——冷却曲线 有一定的过冷度（克服界面能） V冷越大，过冷度越大，即实际结晶温度越低 （3）cd—正在结晶 回升——结晶时释放的结晶潜热大于向环境中散失的热量 （4）de—正在结晶 平台——结晶时释放的结晶潜热与向环境中散失的热量相等 过冷度 （1） ab—液态逐渐冷却 （2） bc—温度低于理论结晶温度 过冷现象 （5）ef—固态逐渐冷却 Δt Δt——孕育期 dF=VdP-SdT 结晶等压过程，即dP=0 自由能也就随温度的升高而降低 图2-2 金属在聚集状态时自由能与温度的关系的示意图 自发过程=体系自由能降低=高能态到低能态 液相自由能曲线斜率较固相的大 两曲线交点， T0 ，液固两相自由能相等 TnT0时，F固F液，液态金属可以自发地转变为固态金属 两相的自由能之差ΔF成为结晶的驱动力 问题： 固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？ 图2-2 金属在聚集状态时自由能与温度的关系的示意图 （1）形核 1）自发（均匀）形核： 由液体金属本身原子自发形成晶核 2）非自发（非均匀）形核： 依附于杂质而生成晶核 ★杂质符合“结构相似，尺寸相当” 原则 ★实际金属和合金中以非自发形核为主 液态金属 形核 晶核长大 完全结晶 1）平面长大：冷却速度较小，表面向前平行推移长大 2）树枝状长大：冷却速度较大，形成负温度梯度，树枝 状的形状长大。 金属结晶示意图 金属的树枝晶 金属的树枝晶 金属的树枝晶 冰的树枝晶 一、纯金属的结晶 二、同素异构转变 三、细化铸态金属晶粒的措施 四、铸锭的结构 五、单晶的制取 第一节 纯金属的结晶 同素异构转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象。 理解广义结晶的含义 770oC：居里点，