第三章金属与合金的结晶 第一节纯金属的结晶 、冷却曲线与过冷度 过冷:实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0的现象 过冷度 (冷速↑→ 结晶的必要条件:过冷(结晶的动力) 金属的结晶过程 结晶过程是晶核不断形成和长大的过程 晶核长大过程是按树枝状骨架方式长大 三、晶粒大小对力学性能的影响 晶粒细晶粒数多→变形可以分散在更多的晶粒内→塑性好韧性好 晶界面积大→裂纹难扩展→变形抗力高→强度高 金属的晶粒越细,其力学性能越好 细化晶粒的主要方式 1提高冷速(提高过冷度) 对大铸件或厚薄差别大的铸件 冷速过快→变形、开裂,只适用于小铸件,简单件 2变质处理 常用于大铸件,实际效果较好 3振动搅拌 3 四、铸锭的组织 表层细晶区 2—柱状晶粒区 中心粗大等轴晶粒区 第二节合金的结晶 、二元合金相图 相图:表示在平衡状态下,合金系的相与温度、成分之间关系的图形。 (又称状态图,平衡图) 相图的建立 W(%) (a)冷却曲线
第 三 章 金属与合金的结晶 第一节 纯金属的结晶 一、冷却曲线与过冷度 过冷：实际结晶温度 T1 总是低于理论结晶温度 T0 的现象 过冷度 ∆T = T0 - T1 （ 冷速↑→ ∆T ↑ ） 结晶的必要条件：过冷 （结晶的动力） 二、金属的结晶过程 结晶过程是晶核不断形成和长大的过程 晶核长大过程是按树枝状骨架方式长大 三、晶粒大小对力学性能的影响 晶粒细 晶粒数多→变形可以分散在更多的晶粒内→塑性好韧性好 晶界面积大→裂纹难扩展→变形抗力高→强度高 金属的晶粒越细，其力学性能越好。 细化晶粒的主要方式 1 提高冷速（提高过冷度） 对大铸件或厚薄差别大的铸件 冷速过快→ 变形、开裂,只适用于小铸件，简单件 2 变质处理 常用于大铸件，实际效果较好 3 振动搅拌 四、铸锭的组织 1——表层细晶区 2——柱状晶粒区 3——中心粗大等轴晶粒区 第二节 合金的结晶 一、 二元合金相图 相图：表示在平衡状态下，合金系的相与温度、成分之间关系的图形。 （又称状态图，平衡图） 相图的建立
二、匀晶相图 合金的两组元在液态和固态以任何比例均能无限互溶的相图 1、相图分析 2、结晶过程分析 t1:L1→gt:L2→g2t3:I3→a3 固溶体合金结晶的特点 在一定温度范围内结晶:; 已结晶的固相成分不断沿固相线变化,剩余液相不断沿 液相线变化 三、共晶相图 合金的两组元在液态下无限互溶,在固态下有限溶解并发生共晶转变的相图。 M L+a 1、相图分析 溶解度曲线、最大溶解度点、共晶合金、共晶点、共晶线 共晶转变—一恒温下,液相中同时结晶出二个成分、结构不同的固相 共晶体(共晶组织)——两固相的机械混合物 结晶过程分析 L→a+β→→→(a+β)→(a+β) 相组分——a、B 组织组分—一在显微镜小,具有一定形状特征的的部分:a (a+B) 四、共析相图 共析转变:恒温下,一个固相中同时析出两种成分、结构不同的固相。 共析组织(共析体)——机械混合物与共晶转变比较 同:恒温转变,同时生成两个成分、结构不同的固相 异:共析—一母相是固相,在固态转变 共晶 母相是液相,在液态转变
二、匀晶相图 合金的两组元在液态和固态以任何比例均能无限互溶的相图。 1、 相图分析 2、 结晶过程分析 t1 : L1 → α1 t2 : L2 → α2 t3 : L3 → α3 固溶体合金结晶的特点： • 在一定温度范围内结晶； • 已结晶的固相成分不断沿固相线变化，剩余液相不断沿 液相线变化。 三、共晶相图 合金的两 组元 在液态 下无限 互溶， 在固 态下有 限溶解 并发生 共晶 转变的 相图。 1、 相图分析 溶解度曲线、最大溶解度点、共晶合金、共晶点、共晶线 共晶转变—— 恒温下，液相中同时结晶出二个成分、结构不同的固相 L → α+β 共晶体（共晶组织）—— 两固相的机械混合物 结晶过程分析→→→L → α+β→→→ （α+β）→ （α+β） 相组分——α、β 组织组分——在显微镜小，具有一定形状特征的的部分：α、β、（α+β） 四、共析相图 共析转变：恒温下，一个固相中同时析出两种成分、结构不同的固相。 γ → α+β 共析组织（共析体）—— 机械混合物与共晶转变比较： 同：恒温转变，同时生成两个成分、结构不同的固相 异：共析 —— 母相是固相，在固态转变 共晶 —— 母相是液相，在液态转变