材料的制备过程.ppt

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1、第2章材料的制备与相图主要问题提示Mainquestions1.何谓“凝固”、“结晶”？纯质材料结晶的充分、必要条件及一般规律是什么？控制纯金属结晶后晶粒度的途径与具体措施又是什么呢？2.二元合金相图的基本类型有哪几种？固溶体合金结晶（平衡结晶、不平衡结晶）的主要特点是什么？3.杠杆定律的适用条件与主要内容是什么？4.何谓共晶相图？试分别分析共晶、亚（或过）共晶成分合金的平衡结晶过程？5.您是否能熟练地默画经简化的铁碳相图？对于铁碳相图中基本相的特点是否掌握了，能否会以相或组织组分的形式正确填写铁碳相图呢？6.您是否能熟练地分析共析、亚共析、过共析钢的平衡结晶过程（语言文字

2、和冷却曲线两种方式）并能利用杠杆定律分别计算其室温下相或组织组分的质量分数呢？7.平衡条件下，各平衡相和组织组分（如A、F、Fe3C、P、Ld等）的本质、形貌特征和性能特点是什么？您能利用其正确分析铁碳合金在平衡状态下各种力学性能的变化吗？教学内容与方法提示Keypointsandlearningmethods本章教学重点:对2.3铁碳合金相图，要求熟练地掌握，包括理解、消化、熟记与应用。该节是本课程的第一个重点章节，被称为“重中之重”。本章的教学与学习方法：通过较详细地介绍纯质材料结晶（2.1节）、二元相图的基本类型（2.2节），目的是更好地引导学生自学第2.3节二元相图

3、的典型应用——铁碳合金相图；同时也为学习其他章节奠定坚实的材料科学基础。因此本节的教学建议以课堂讨论提纲为引子、2.3节教材内容为主要依据，采用课堂讨论方式积极展开双向交流，从而达到熟练掌握铁碳合金相图之目的。学习方法，要求学生在熟悉1、2节教学内容的前提下，延伸思维、深入自学第3节内容。自学的效果如何，通过“课堂讨论”检验。课堂讨论前应写好发言提纲，积极参与课堂讨论。通过讨论，搞清学习中的认识模糊或错误之处，更好地、更加深入地掌握铁碳合金相图的有关知识，展开双向交流，从而达到熟练掌握铁碳相图、培养学生学习能力之目的。第2章材料的制备与相图Material’sManufac

4、tureandPhaseDiagram2.1材料的制备过程Material’sManufactureProcess2.2二元相图的基本类型Basictypesoftwo-componentphasediagram2.3二元相图的典型应用——铁碳合金相图Typicalapplicationsoftwo-componentphasediagram——Theiron-carbonequilibriumdiagram2.4凝固与结晶理论的应用Theapplicationsofsolidificationandcrystallizationtheory2.1材料的制备过程Mate

5、rial’sManufactureProcess2.1.1材料凝固与结晶的条件(Conditionsforsolidificationandcrystallizationofmaterials)2.1.2金属材料的制备(Preparationofthemetalmaterials)2.1.3聚合物材料的合成(Synthesisofpolymers)2.1.4无机非金属材料（简称无机材料）的制备(Preparationofinorganicnonmetallicmaterials)2.1.1材料凝固与结晶的条件(Conditionsforsolidificationandcr

6、ystallizationofmaterials)凝固时形成晶体还是非晶体，主要取决于熔融液体的粘度和凝固时的冷却速度。1.熔融液体的粘度粘度，是材料内部结合键性质和结构情况的宏观表征。粘度的大小表示了液体中发生相对运动的难易程度。粘度大，表示液体粘稠，相对运动困难。例如，大分子链结构的聚合物熔体的粘度很高，凝固时形成晶体是很困难的。而小分子材料、特别是金属，由于其熔体粘度极小，熔点附近原子的扩散能力极强，绝大多数都凝固成晶体。2.凝固时的冷却速度冷却速度是影响凝固过程的最主要外部因素。冷却速度越大，则在单位时间内逸散的热量越多，熔体温度降得越低。熔体的温度直接关系着其中原

7、子或分子的扩散能力。研究表明，当冷速大于107℃/s时，可有效地抑制粘度很小的金属合金熔体中原子的扩散，从而获得一些通常条件下无法得到的产物，如非晶合金、特殊结构的中间相、过饱和固溶体等。2.1.2金属材料的制备(Preparationofthemetalmaterials)1.金属的冶炼金属材料的一般制备过程大致如下：可以看出，金属的冶炼是第一道工序，但冶炼的质量将在很大程度上直接影响到最终加工成品零件的使用寿命。冶炼铸造铸锭铸件铸件铸件铸锭铸件热轧热锻板、型、管、线材机加工零件（机加工）零件焊接机加工冷轧、拔、