北京科技大學(xué)-金屬學(xué)-講義完成版(編輯修改稿)
2025-07-23 10:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 均勻形核均勻形核：指不依靠外來(lái)表面，而在晶體內(nèi)部自發(fā)形核，過(guò)冷度要求比較大。非均勻形核：依靠外來(lái)表面或孕育劑形核，過(guò)冷度要求較小。1）液固界面的微觀結(jié)構(gòu)， 2）成分過(guò)冷如圖 液固界面的微觀結(jié)構(gòu)2）成分過(guò)冷 指凝固時(shí)，液固界面前沿液體中的實(shí)際溫度低于由溶質(zhì)分布決定的凝固溫度時(shí)產(chǎn)生的過(guò)冷，稱(chēng)為成分過(guò)冷。4．凝固宏觀組織與缺陷金屬鑄錠的組織1－表層細(xì)晶區(qū) 2－柱狀晶區(qū) 3－中心等軸晶區(qū) 各個(gè)晶區(qū)是如何形成的，都有什么特點(diǎn)？第三章：金屬與合金中的擴(kuò)散 1．?dāng)U散機(jī)制：交換機(jī)制、間隙機(jī)制、空位機(jī)制、晶界擴(kuò)散及表面機(jī)制，其中空位機(jī)制是置換固溶體中最重要機(jī)制。2．菲克第一定律：J=Dd ，它表示了物質(zhì)從高的質(zhì)量濃度區(qū)向低的質(zhì)量濃度區(qū)方向遷移。菲克第一定律描述了一種穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，即濃度質(zhì)量不隨時(shí)間而改變。3．菲克第二定律 ，是一種非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，某點(diǎn)的質(zhì)量濃度隨時(shí)間的改變而改變。4．影響擴(kuò)散的主要因素 1：溫度：是影響擴(kuò)散最主要的因素，溫度越高，擴(kuò)散系數(shù)D越大。 2：固溶體類(lèi)型：置換固溶體激活能大，擴(kuò)散的慢；間隙固溶體擴(kuò)散激活能小，擴(kuò)散的快。 3：晶體結(jié)構(gòu)：低對(duì)稱(chēng)性的晶體結(jié)構(gòu)中，存在擴(kuò)散的各向異性，如六方結(jié)構(gòu)晶體，平行與垂直基面（0001）的擴(kuò)散系數(shù)不同 4：晶體缺陷：界面表面及位錯(cuò)是擴(kuò)散的快速通道。 5：熔點(diǎn)。同一合金系中，同一溫度下熔點(diǎn)高的合金中擴(kuò)散慢，熔點(diǎn)低的擴(kuò)散快。第四章：二元相圖1．合金的相平衡條件及相律：處于平衡狀態(tài)下的多相（p個(gè)相）體系，每個(gè)組元（共有c個(gè)組元）在各相中的化學(xué)勢(shì)都必須相等。從相平衡條件可知，處于平衡狀態(tài)的多元系中可能存在的相數(shù)有一定的限制。這種限制可用吉布斯相律表示為：f=cp+2f為體系的自由度數(shù)，c為體系的組元數(shù)，p為相數(shù)。對(duì)于不含氣相的體系，壓力一般可認(rèn)為是常數(shù)，因此相律又可寫(xiě)成：f=cp+1相律給出了平衡狀態(tài)下體系中存在的相數(shù)和組元數(shù)及溫度、壓力之間的關(guān)系，對(duì)分析和研究相圖有重要的指導(dǎo)作用。2．相圖的熱力學(xué)基礎(chǔ)?了解固溶體的成份自由能曲線，如圖Ω0時(shí)：曲線為U形，只有一個(gè)最小值Ω=0時(shí)：曲線也為U形，只有一個(gè)最小值Ω0時(shí)：曲線為∩形，有兩個(gè)最小值，即固溶體有一定的溶混間隙?多相平衡的公切線原理 在二元系中，當(dāng)兩相（例如固相α和β）平衡時(shí)，熱力學(xué)條件為 ，即兩組元分別在兩相中的化學(xué)勢(shì)相等。因此，兩相平衡時(shí)的成分由兩相成分－自由能曲線的公切線確定。如圖?杠桿法則：α和β兩相共存時(shí)，可用杠桿法則計(jì)算兩相的相對(duì)量， 應(yīng)用杠桿法則時(shí)要找準(zhǔn)三個(gè)點(diǎn)，即兩個(gè)相點(diǎn)和一個(gè)成分點(diǎn)。3．二元相圖的類(lèi)型與分析?勻晶相圖：由液相結(jié)晶出單相固溶體的過(guò)程稱(chēng)為勻晶轉(zhuǎn)變，對(duì)應(yīng)的 固液轉(zhuǎn)變圖稱(chēng)為勻晶相圖?！ ?共晶相圖：兩組元在液態(tài)是無(wú)限固溶，液相線從兩端純組元向中間凹下，兩液相線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為共晶溫度，在該溫度下液相通過(guò)共晶凝固同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)固相，這兩相的混合物稱(chēng)為共晶組織或共晶體。這種股也轉(zhuǎn)變圖稱(chēng)為共晶相圖。共晶相圖／共晶合金的平衡凝固及其組織是考試重點(diǎn)。第五章 金屬與合金的塑性變形 1． 單晶體的塑性變形?滑移：當(dāng)應(yīng)力超過(guò)晶體的彈性極限時(shí)，晶體中就會(huì)產(chǎn)生層片之間的相對(duì)滑移，
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