中石油-考研课件第四章：纯金属的凝固幻灯片.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．4晶核长大规律 三、纯金属生长的界面形态 2．在负的温度梯度下 液、固两相均散热，结晶潜热向液、固两侧散失 （1）粗糙界面 以树枝方式长大。 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．4晶核长大规律 三、纯金属生长的界面形态 2．在负的温度梯度下 （1）粗糙界面 以树枝方式长大。 固相界面偶然伸出，会产生更大过冷度，易于生长。 凝固没完成时，倒掉液体，可见树枝。→可用窗上“冰花”解释。 结晶结束后，最后结晶液体充满空隙，看不到树枝。 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．4晶核长大规律 三、纯金属生长的界面形态 2．在负的温度梯度下 （1）粗糙界面 以树枝方式长大。 纯铅的树枝状晶体 锑锭表面的树枝晶 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．5结晶理论的某些实际应用 根据形核理论： 若只形成一个晶核：获得单晶。 若增大形核率：使晶粒细化。 若快速骤冷，抑制形核：获得非晶体。 …… 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．5结晶理论的某些实际应用 一、细化铸件晶粒的方法 晶粒细，则强度高，硬度高、塑性好、韧性好。 细晶强化：通过细化晶粒使材料强度、硬度提高的方法。 1．增大过冷度。 ∵ ↑，r*↓, ↓↓,N↑↑ 实现方法：增大铸件的冷却速度 例：金属型铸造、壁厚处加冷铁、水冷铸模、低温浇注…… 2．变质处理 在浇注时，有意向液态金属中加入一些高熔点质点，达到细化晶粒的目的， 称为变质处理。 高熔点颗粒→变质剂（人工晶核）起到非均匀形核作用，使晶粒细化。 例： 铸钢中，加Ti、Zr、V 。 铸铁中，加硅-铁或硅-钙合金粉。 铝合金中：加Na或钠盐。 3．振动、搅拌 作用：提供能量，补偿形核功，增大晶核数目。打碎树枝晶 方法：机械、电磁、超声 ……. 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．5结晶理论的某些实际应用 二、金属铸锭组织（教材314页） 宏观组织：三个晶区 1.铸锭的三晶区 ①???? 表面细晶区（激冷区）： ②???? 柱状晶区： ③???? 中心粗大等轴晶区（晶粒粗大） 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．5结晶理论的某些实际应用 二、金属铸锭组织(教材314页) （1）三晶区的形成机理 ??? ①表面细晶区： ??a.冷速快，过冷度ΔT↑,N↑ ? b.模壁作为异质晶核：（非均匀形核） ??? 所以，表面晶粒细。 ?? ②柱状晶区： ???? 垂直于模壁方向散热快，晶体 平行于散热方向长大迅速。 ?? ③中心粗大等轴晶区： ????? a.过冷度小，N↓ ????? b.散热无方向，树枝晶可沿各向长大。 ????? c.非均匀晶核少 第四章：纯金属的凝固（结晶） 4．5结晶理论的某些实际应用 二、金属铸锭组织(教材314页) （2）铸锭组织的控制 柱状晶性能：各向异性 a.平行于柱状方向性能好 ????b.垂直于柱状方向性能差 ??? c.柱状晶之间聚集杂质。 汽轮机叶片希望得柱状晶 导磁材