課題6鐵碳合金-資料下載頁
2025-08-01 17:54本頁面
【正文】 結(jié)晶平臺 (是由結(jié)晶潛熱導(dǎo)致 ) 結(jié)晶熱力學(xué)理論簡介： 自然界的自發(fā)過程進行的熱力學(xué)條件都是 自由能 ≤0 體系中各種能量的總和叫做內(nèi)能，其中可以對外做功或向外釋放的能量叫自由能 結(jié)晶驅(qū)動力 ——ΔG≤0 ?a 當(dāng)溫度 TTm時， FsFL,液相穩(wěn)定 ?b 當(dāng)溫度 TTm時， FsFL,固相穩(wěn)定 ?c 當(dāng)溫度 T=Tm時， Fs=FL,平衡狀態(tài) Tm：理論結(jié)晶溫度 Tn：實際結(jié)晶溫度 ? 可見，過冷度越大，結(jié)晶的驅(qū)動力也就越大；過冷度等于 0， ΔGv也等于 0，沒有驅(qū)動力結(jié)晶不能進行。 實驗證明：純金屬液體被冷卻到熔點 Tm（理論結(jié)晶溫度）時保溫，無論保溫多長時間結(jié)晶都不會進行，只有當(dāng)溫度明顯低于 Tm時，結(jié)晶才開始。也就是說，金屬要在 過冷 (Undercooled)的條件下才能結(jié)晶。 過冷度： △ T=TmTn, → △ F用來克服界面能 結(jié)論：結(jié)晶的熱力學(xué)條件就是必須有一定的過冷度 結(jié)晶過程： ?：自發(fā)形核、非自發(fā)形核 ?：平面長大、樹枝狀長大 密集面 非密集面 樹枝狀長大 平面長大 晶粒尺寸控制： ? 晶粒度： 單位面積上的晶粒數(shù)目或晶粒的平均線長度（或直徑）表示。形核速度大，長大速率慢，晶粒總數(shù)目多，晶粒細小。 ? 過冷度對形核一長大的影響： 過冷度 △ T提高， N提高、 G提高 過冷度 △ T太高， D降低 ——N降低、 G降低 細化晶粒的方法 ： ?① 提高過冷度 過冷度 △ T↑， N↑↑， G↑—— N/G增大，晶粒細化 ?②變質(zhì)處理 在液態(tài)金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑作為非自發(fā)晶核的核心，以細化晶粒和改善組織。 ?③振動，攪拌等 結(jié)晶的一般規(guī)律： ?有一定的轉(zhuǎn)變溫度 ?轉(zhuǎn)變時有過冷現(xiàn)象 ?放出或吸收潛熱 ?轉(zhuǎn)變過程是一個形核和晶核長大的過程 結(jié)晶的一般規(guī)律圖解 : 形核、長大。 鐵的同素異構(gòu)現(xiàn)象 ?金屬在固態(tài)下隨溫度的改變由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象叫同素異構(gòu)現(xiàn)象。 同素異構(gòu)現(xiàn)象的特點： ? 具有結(jié)晶的一般規(guī)律 ? 新晶核優(yōu)先在原來晶粒的晶界處形核 ? 轉(zhuǎn)變需要較大的過冷度 ? 晶格的變化伴隨著金屬體積的變化 ? 轉(zhuǎn)變時有較大的內(nèi)應(yīng)力 這就是鋼熱處理時引起應(yīng)力導(dǎo)致工件變形開裂的重要原因。 晶核的長大方式 —樹枝狀 (1) 晶核的長大方式 —樹枝狀 (2) 金屬的樹枝晶 金屬的樹枝晶 金屬的樹枝晶 冰的樹枝晶 ? 形核 ? 長大
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