第3章 纯金属与合金的结晶

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1、第3章纯金属与合金的结晶3.1纯金属的结晶3.2合金的结晶图3—1纯金属的冷却曲线返回图3-2纯金属结晶时的冷却曲线a)理论结晶温度b)实际结晶温度返回图3—3纯金属结晶过程示意图返回3.1纯金属的结晶3.1.1纯金属的冷却曲线及过冷度金属的结晶过程可以通过热分析法进行研究。即将纯金属加热熔化成液体，然后缓慢地冷却下来，在冷却过程中，每隔一定的时间测量一次温度，记录下它的温度随时间变化情况，描绘在温度—时间坐标图上，便获得纯金属的冷却曲线，如图3—1所示。下一页返回3.1纯金属的结晶由冷却曲线可知，金属液体随着

2、冷却时间的延长，其的热量不断向外散失，温度不断下降。当冷却到a点时，液体金属开始结晶。由于结晶过程中释放出来的结晶潜热补偿了散失在空气中的热量，故结晶时温度并不随时间的延长而下降，直到b点结晶终了时才继续下降。a～b两点之间的水平线为结晶阶段，它所对应的温度就是纯金属的结晶温度。理论上金属冷却时的结晶温度与加热时的熔化温度是同一温度，即金属的理论结晶温度(To)。实际上液态金属总是冷却到理论结晶温度(To)以下才开始结晶，如图3—2所示。上一页下一页返回3.1纯金属的结晶实际晶温度()低于理论结晶温度()这一现

3、象称为“过冷现象”。理论结晶温度和实际结晶温度之差称为过冷度()。金属结晶时过冷度的大小与冷却速度有关。冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。上一页下一页返回3.1纯金属的结晶3.1.2纯金属的结晶过程纯金属的结晶过程是晶核形成和长大的过程。液态金属的结晶是在一定过冷度的条件下，从液体中首先形成一些微小而稳定的小晶体，称为晶核。随着温度下降，晶核逐渐长大。在晶核长大的同时，液体中又不断产生新的晶核并不断长大，直到它们互相接触，液体完全消失为止，图3—3是金属的结晶过程示意图。上一页下一页返回3.

4、1纯金属的结晶3.1.3晶粒大小对金属力学性能的影响1．增加过冷度2．变质处理3．振动处理上一页返回3.2合金的结晶合金的结晶过程及所得的组织比纯金属复杂得多。同一个合金系，因成分的变化，其组织也不同；另一方面，同一成分的合金的组织随温度的不同而变化。因此，为了掌握合金的成分、组织与性能之间的关系，必须了解合金的结晶过程，了解合金中各组织的形成及变化的规律。相图就是研究这些问题的一种工具，它表示合金系在平衡条件下，在不同温度成分下各相关系的图解。1二元合金相图的建立2铅锑二元合金相图分析返回