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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划重要结晶材料 第三章材料的凝固与结晶 第一节凝固的概念第二节金属的结晶和铸锭第三节合金的结晶过程第一节凝固的概念 目的要求：通过讲授晶体与非晶体的凝固，使学生掌握物质从液态转变为固态所遵循的基本规律．授课内容： 一，晶体的结晶二，非晶体的结晶 重点：晶体结晶时过冷现象及热力学条件难点：晶体与非晶体凝固的不同点教学方法：课堂讲授并结合多媒体演示讲授重点内容提要一，晶体的凝固 物质从液态到固态的转变过程统称为＂凝固
2、＂，如果通过凝固能形成晶体结构，则可称为＂晶体＂．凡纯元素的结晶都具有一个严格的＂平衡结晶温度＂，高于此温度才能进行结晶；两者之差ΔＴ＝Ｔ０－Ｔ１称为过冷度，处于平衡结晶温度时，液体与晶体同时共存，达到可逆平衡． 为什么纯元素的结晶都具有一个严格不变的平衡结晶温度呢？这是因为它们的液体与晶体之间的能量在该温度下能够达到平衡的缘故．这一能量叫做＂自由能．同一物质的液体与晶体，由于其结构不同，它们在不同温度下的自由能变化是不同的,如图3-1所示．目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专
3、业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 由此可见，要使液体进行结晶，就必须使其温度低于理论温度，造成液体与晶体间的自由能差：，即具有一定的结晶驱动力才行．二：非晶体的凝固 若凝固后的物质不是晶体，而是非晶体，那就不能称之为结晶，只能称为凝固．非晶体的凝固与晶体的晶体，都是由液体转化为固体，但本质上又有区别．非晶体的凝固实质上是靠熔体粘滞系数连续加大完成，即非晶体固态可看作粘滞系数很大的＂熔体＂，需在一个温度范围内逐渐完成
4、凝固． 第二节金属的结晶和铸锭 目的要求:通过讲授金属的结晶过程授课内容: 一:金属的结晶过程 二:金属结晶后的晶粒大小1:晶粒大小与性能的关系2:晶粒大小的控制三:金属铸锭组织1:表面细晶粒层2;柱状晶粒层 3:中心等轴晶 重点:凝固的概念,金属结晶的铸锭. 难点:对结晶热力学条件的理解,金属的铸锭组织讲授重点内容提要:一:金属的结晶过程 纯金属的结晶过程是在冷却曲线上平台所经历的这段时间内发生的.它是不断形成晶核和晶核不断长大的过程,如图3-3所示.二:金属结晶后的晶粒大小.1:晶粒大小与性能的关系.目的-通过该
5、培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 金属结晶后是由许多晶粒组成的多晶体,而晶粒的大小是金属组织的重要标志之一.一般情况下,晶粒愈细小,金属的强度就愈高,塑性和韧性也愈好.表3-1说明晶粒大小对纯铁机械性能的影响.2:晶粒大小的控制 金属结晶后单位体积中晶粒数目Z,取决于结晶时的形核率N(晶核形核数目/S·m㎡)与晶核生长速率G(㎜/s),它
6、们存在着以下的关系:Z∝√N/G,由上可知,当晶粒生长速率G一定时,晶核形核率N愈大,晶粒数目就愈多,反之则愈细.1):增大过冷度: 金属结晶时的冷却速度愈大,其过冷度便愈大,不同过冷度ΔT对晶核形核率N和生长速率G的影响,如图3-6所示.2):变质处理: 在液态金属结晶前,加入一些细小的变质剂,使金属结晶时的晶核形核率N增加或生长速率G降低,这种细化晶粒的方法,称为变质处理.3):附加振动: 金属结晶时,如对液态金属附加机械振动.超声波振动.电磁振动等措施,由于振动能使液态金属在铸模中运动加速,造成枝晶破碎,这就不仅可以使已
7、长成的晶粒因破碎而细化,而且破碎的枝晶可以作为晶核,增加形核率N.所以,附加振动也能使晶粒细化.三:金属的铸锭组织. 典型的金属的铸锭组织有三个区域组成：表面细晶粒区；柱状晶区；中心等轴晶区。 1:表面细晶粒层:目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 表面细晶粒的形成主要是因为钢液刚浇入铸模后,由于模壁温度较低,表面金属遭到剧烈的
8、冷却,造成了较大的冷却所致,此外,模壁的人工晶核作用也是这层晶粒细化的原因之一.2:柱状晶粒层: 柱状晶粒的形成主要是因为铸锭模壁散热的影响.3:中心等轴晶粒 随着柱状晶粒成长到一定程度,铸锭中心部的剩余液体温度差也愈来愈小,趋于
