材料科學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)晶核的形成和成長-資料下載頁
2025-01-20 07:20本頁面
【正文】 。這叫胞狀生長。形成的胞狀結(jié)構(gòu)在橫截面上呈規(guī)則的六角形，在縱截面上則為一組平行的棒狀晶體，但每個晶體中間突起兩側(cè)凹陷，中間部分先凝固并把雜質(zhì)排向兩側(cè)，這叫顯微的胞狀偏析。 如圖 上頁 下頁 返回 第四節(jié) 共晶合金的凝固 一、共晶體的形成 合金的凝固過程 形核 交替 搭橋 長大相互促進(jìn)的并列成長 上頁 下頁 在一定過冷度下，先析出（假如 α），若 α相為以 A為溶劑， B為溶質(zhì)的固溶體，則 B組元被排出，使 α周圍液相 β ，則 β相依附形核，同理形成這樣反復(fù)互相促進(jìn)，交替形核， α與 β也可以搭橋機(jī)制形核。 共晶體的長大為兩相的相互促進(jìn)的 并列成長 ,共晶成長的原子擴(kuò)散是靠兩相不斷成長來維持的 ,因此每一相成長都受另一相的影響 ,只有兩相同時存在共同成長才成為共晶凝固 . 上頁 下頁 后退 下頁 二、共晶體的結(jié)構(gòu) ◆ 共晶體的形態(tài)基本特征 兩相交替排列 ,但兩相的形態(tài)卻是多種多樣的 , 如層片狀、棒狀、球狀、花朵狀、樹枝狀、螺 旋狀、針狀。 ◆ 按共晶兩相凝固生長時液 固相界面的性質(zhì)來分 粗糙 粗糙界面 （金屬 金屬型） 粗糙 光滑界面 （金屬 非金屬型）：不規(guī)則或 復(fù)雜的組織形態(tài) ,如樹枝狀、針片狀和骨骼狀。 層片狀 棒狀 上頁 下頁 ◆ 第三組元對共晶組織的影響 ——胞狀 ◆ 共晶合金中的初生形態(tài) 初生晶為金屬固溶體 ——樹枝狀 初生晶為非金屬固溶體 ——多面體 上頁 下頁 三、雜質(zhì)對共晶生長的影響 雜質(zhì)對第一類共晶生長的影響 雜質(zhì)對片層狀共晶生長的影響 （ 1）雜質(zhì)可使純共晶的平面式生長變?yōu)榘麪钌L。（ 2）雜質(zhì)的影響還可使片狀共晶結(jié)構(gòu)變?yōu)榘魻罟簿А? 雜質(zhì)對第二類共晶生長的影響 在第二類共晶中，當(dāng)加入少量的雜質(zhì)時共晶組織就有顯著的改變。（ 1）在 Al–Si共晶合金中加入少量的鈉鹽，使粗大的片狀 下頁 后退 或針狀的共晶 Si變得很細(xì)且有較多的分枝；另外，還有少量的鋁初生晶出現(xiàn)。 在 Fe–C共晶中（ 1）在灰鑄鐵中加入鈰或鎂合金時，可使片狀石墨變?yōu)榍驙睢? 四、偏離共晶成分的合金凝固 材料的性能除取決于兩相的本性以 上頁 下頁 外，還取決于兩相的體積比例及兩相的形狀。如凝固生長時， G/R小于臨界值，產(chǎn)生成分過冷，會形成胞狀或樹枝狀組織，只有 G/R大于臨界值才能得到棒狀結(jié)構(gòu)的共晶。當(dāng) C0成分的合金接近于 CE時，易獲得片狀結(jié)構(gòu)的共晶。 后退 下頁 返回 第五節(jié) 制造工藝與凝固組織 下頁 后退 表面細(xì)等軸晶：△ T增大，各方向散熱條件相同， N增大。 枝狀晶：垂直于型腔壁，散熱快，長大速度快。 中心粗等軸晶： △小，各方向的散熱條件相同。 問題 三區(qū)形成原理？ 下頁 后退 三區(qū)形成原理 ： （ 1） 表面細(xì)晶區(qū) ：當(dāng)高溫液體澆入鑄模后，液體受到強(qiáng)烈冷卻獲得很大的過冷，又由于模壁是非均勻形核的有利位置，因而在模壁表面上產(chǎn)生大量晶核，這些晶核迅速長大至相互接觸便形成表面細(xì)晶區(qū)。 （ 2） 柱狀晶區(qū) ：在細(xì)晶區(qū)形成的同時，模壁開始受熱升溫，加上結(jié)晶潛熱的釋放使液體的過冷程度減小形核率迅速降低，只有細(xì)晶區(qū)中已形成的晶體向液體中長大。由于沿 下頁 后退 后退 下頁 垂直模壁方向的散熱最快，而且細(xì)晶區(qū)中各晶粒的結(jié)晶位向不同，所以只有那些與散熱方向平行的晶粒能夠繼續(xù)優(yōu)先向液體深處伸長，從而形成粗大的大致與模壁垂直的柱狀晶區(qū)。 （ 3） 中心等軸晶區(qū) ：隨著柱狀晶的生長，固體層不斷加厚，模壁垂直的散熱速度減慢，柱狀晶的生長速度也相應(yīng)減慢同時，由于溶質(zhì)的重新分布， 液固界面前沿的液體中產(chǎn)生成分過冷，并隨著柱狀晶的生長而增大。當(dāng)成分過冷增大到一定程度時，在柱狀液固界面前沿的液體中形成許多新的晶核，并沿各方向長大，這樣阻礙了柱狀晶的生長并形成粗大的等軸晶區(qū)。 下頁 后退 本章思考題 ？ ？ ？ 、臨 界尺寸、形核功以及外界條件對形核率的影響？ ？ ？ ？ 下頁 后退 返回本章首頁 返回目錄
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