《工程材料学》第2章 金属材料的组织与性能控制

第2章金属材料的 组织与性能控制 2.1纯金属的结晶 2.2合金的结晶 23金属的塑性加工 2.4钢的热处理 2.5钢的合金化 2.6表面技术

2.1 纯金属的结晶 2.2 合金的结晶 2.3 金属的塑性加工 2.4 钢的热处理 2.5 钢的合金化 2.6 表面技术 第2章 金属材料的 组织与性能控制

21纯金属的结晶 纯金属的结晶条件 2.纯金属的结晶过程 3.回素异构转变 4.细化铸态金属晶粒的措施

1. 纯金属的结晶条件 2. 纯金属的结晶过程 3. 同素异构转变 4. 细化铸态金属晶粒的措施 2.1 纯金属的结晶

1.纯金属的结晶条件 结晶:液体->晶体 凝固:液体->固体(晶体或非晶体) 液体 晶体 结晶

1. 纯金属的结晶条件 晶体 液体 结晶： 液体 --> 晶体 凝固： 液体 --> 固体（晶体 或 非晶体）

纯金属结晶的条件 就是应当有一定的 过冷度(克服界面能) 过冷度 冷却曲线T △T=T0=T To 理论结晶温度 △T Tn 开始结晶温度

冷却曲线 t T T0 Tn 理论结晶温度 开始结晶温度 }T 过冷度 T= T0 - Tn 纯金属结晶的条件 就是应当有一定的 过冷度（克服界面能）

冷却速度越大,则过冷度越大。 U1<3<U3 温 △T2 U 度 △T3 U U 时司→ 液态金属不同冷却速度时的冷却曲线

冷却速度越大，则过冷度越大

纯金属的结晶过程 形核和晶核长大的过程 液态金属 形核 晶核长大 完全结晶

2. 纯金属的结晶过程 液态金属 形核 晶核长大 完全结晶 形核和晶核长大的过程

(1)形核过程 两种形核方式 自发形核与非自发形核 自发形核 由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核尺寸后形成 的结晶核心。 非自发形核—是依附于外来杂质上生成的晶核

（1）形核过程 两种形核方式 —— 自发形核 与 非自发形核 自发形核 由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核尺寸后形成 的结晶核心。 非自发形核 —— 是依附于外来杂质上生成的晶核

(2)晶核长大过程 两种长大方式 平面生长与树枝状生长 树枝状 一密集面 生长 非密集面 平面生长 树枝晶示意图

（2）晶核长大过程 两种长大方式 —— 平面生长 与 树枝状生长。 平面生长 树枝状 生长

3.同素异构转变 金属在固态下晶体结构随温度的改变而发生变化的现象。 纯铁的同素异构转变1394C 912°C 8-Fe, bcc e>y-Fe, fcc oa-Fe, bcc 912°C a-Fe, bcc y-Fe, fcc

3．同素异构转变 金属在固态下晶体结构随温度的改变而发生变化的现象。 纯铁的同素异构转变 -Fe，bcc  -Fe，fcc  -Fe，bcc 1394 C 912 C -Fe，fcc -Fe，bcc 912 C

纯铁的冷却曲线 T 1538 394 8-Fe, bcc 912 y-Fe, fcc 铁磁 a-Fe, bcc Cooling curve

纯铁的冷却曲线 T t 1538 1394 912 }-Fe，bcc }-Fe，bcc }-Fe，fcc Cooling curve 770 铁磁性