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材料科学导论 金属材料-相图 金属材料的获得一般都是要经过对 矿产原料的熔炼、除渣、浇铸等作业后 ，再凝固成铸锭或细粉。并通过各种热 加工和冷加工获取成材或制件。由液态 冷凝成固态是一个重要环节。金属材料 通常都是多晶体材料，所以金属由液态 冷凝成固态的过程也是一种结晶过程。 基本概念 凝固：一般非晶体由液态向固态转变 的过程。 结晶：由液态金属转变为固态晶体的 过程。 金 属 的 结 晶 ºC L a ：结晶开始点 b：结晶终了点 T º a b S 0  纯金属的冷却曲线（理想状态） 金 属 的 结 晶 T0：理论结晶温度 ºC T1：实际结晶温度 L Δ T = T0--T1 （过冷度） T0 T1 S 0  纯金属的冷却曲线（实际） 纯金属结晶是在恒温下完成的。即冷却曲线 中有一个平台。这是因为纯金属结晶会释放出 “潜 热”。而这潜热刚好弥补了金属液在冷却过程中向 周围环境散发的热量。从而使结晶过程处于一个温 度的动平衡状态。(实际上，对于纯金属其冷却曲 线出现平台之前，还有一个相应的过冷现象，它为 开始结晶提供足够的动力。一旦结晶开始释放潜热 ，温度才回升到结晶温度平台上) 。当结晶结束， 潜热释放也就结束，凝固了的金属随着向环境不断 散热，温度又逐渐下降。 金 属 的 结 晶 ºC L a：结晶开始点 b： 结晶终了点 a 合金的结晶是在一个 L+s 温度范围内完成。 b s 0  合金的冷却曲线 对一个合金系来说，除个别成分的合金同纯金 属一样有一个结晶温度之外，多数合金的结晶开始 温度与结束温度是两个温度值。即结晶温度是一个 温度区间。而这个温度区间的大小与合金的化学成 分比有直接的关系。在测定冷却曲线时，人们发现 ，液态金属的冷却速度会影响结晶的开始和结束温 度。当冷却速度非常慢(平衡态冷却速度)时，对于 成分一定的金属都有一个固定的结晶温度或结晶温 度区间。当冷却速度增大时，则结晶温度或结晶温 度区间通常都要下降，而且下降的量随冷却速度加 大而增加。 对于合金( 除固定成分外) ，在结晶过程虽 然也释放潜热，但达不到温度的平衡，仅能使 结晶过程中冷