材料科學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)晶核的形成和成長(zhǎng)(參考版)
2025-01-23 07:20本頁(yè)面
【正文】 下頁(yè) 后退 本章思考題 ？ ？ ？ 、臨 界尺寸、形核功以及外界條件對(duì)形核率的影響？ ？ ？ ？ 下頁(yè) 后退 返回本章首頁(yè) 返回目錄 。 （ 3） 中心等軸晶區(qū) ：隨著柱狀晶的生長(zhǎng)，固體層不斷加厚，模壁垂直的散熱速度減慢，柱狀晶的生長(zhǎng)速度也相應(yīng)減慢同時(shí)，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(zhǎng)而增大。 （ 2） 柱狀晶區(qū) ：在細(xì)晶區(qū)形成的同時(shí)，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(zhǎng)大。 中心粗等軸晶： △小，各方向的散熱條件相同。 后退 下頁(yè) 返回 第五節(jié) 制造工藝與凝固組織 下頁(yè) 后退 表面細(xì)等軸晶：△ T增大，各方向散熱條件相同， N增大。如凝固生長(zhǎng)時(shí)， G/R小于臨界值，產(chǎn)生成分過冷，會(huì)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。 在 Fe–C共晶中（ 1）在灰鑄鐵中加入鈰或鎂合金時(shí)，可使片狀石墨變?yōu)榍驙睢? 雜質(zhì)對(duì)第二類共晶生長(zhǎng)的影響 在第二類共晶中，當(dāng)加入少量的雜質(zhì)時(shí)共晶組織就有顯著的改變。 層片狀 棒狀 上頁(yè) 下頁(yè) ◆ 第三組元對(duì)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(yè) 下頁(yè) 三、雜質(zhì)對(duì)共晶生長(zhǎng)的影響 雜質(zhì)對(duì)第一類共晶生長(zhǎng)的影響 雜質(zhì)對(duì)片層狀共晶生長(zhǎng)的影響 （ 1）雜質(zhì)可使純共晶的平面式生長(zhǎng)變?yōu)榘麪钌L(zhǎng)。 共晶體的長(zhǎng)大為兩相的相互促進(jìn)的 并列成長(zhǎng) ,共晶成長(zhǎng)的原子擴(kuò)散是靠?jī)上嗖粩喑砷L(zhǎng)來維持的 ,因此每一相成長(zhǎng)都受另一相的影響 ,只有兩相同時(shí)存在共同成長(zhǎng)才成為共晶凝固 . 上頁(yè) 下頁(yè) 后退 下頁(yè) 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。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(gè)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。 上頁(yè) 下頁(yè) 三、成分過冷及其對(duì)晶體長(zhǎng)大形狀的影響 當(dāng)成分過冷區(qū)大時(shí)，晶體的樹枝狀生長(zhǎng)能得到完善的發(fā)展；當(dāng)成分過冷區(qū)較小時(shí)，生長(zhǎng)的晶體表面前沿只能稍稍突向伸展于液體中，小的成分過冷區(qū)限制了它的生長(zhǎng)，不能形成樹枝狀。 ● 純金屬凝固 ——熱溫過冷 ●合金凝固 ——成分過冷 上頁(yè) 下頁(yè) 冷的產(chǎn)生 上頁(yè) 下頁(yè) LL mCTmT ?????????????? ?????DRxkkmCTmTL e xp1100000 / kmCTmT i ???????? ?????DRxkkmCTTiL e xp1)1(000下頁(yè) 上頁(yè) 下頁(yè) mGxTT i ???????? ??????DRxkkmCTGxTii e xp1)1(000000 1kkDmCRG ???臨界條件：影響成分過冷的因素 產(chǎn)生成分過冷傾向增大合金性質(zhì)：????? 00 。 上頁(yè) 下頁(yè) 成分過冷是由成分變化與實(shí)際溫度分布共同決定的。在 Ko1的情況下，液體熔點(diǎn)隨溶質(zhì)濃度的提高而下降。 上頁(yè) 下頁(yè) C0 曲線 1 曲線 3 曲線 3 曲線 3 曲線 1 曲線 2 圖 616 合金凝固三種情況的溶質(zhì)分部曲線比較 曲線 1——平衡凝固 曲線 2——不平衡凝固，液體內(nèi)溶質(zhì)能均勻混合 曲線 3——不平衡凝固，液體內(nèi)只有擴(kuò)散無(wú)對(duì)流 k0C0 上頁(yè) 下頁(yè) 二、固溶體的穩(wěn)態(tài)凝固 上頁(yè) 下頁(yè) 液相中溶質(zhì)原子完全混合： 液相中溶質(zhì)原子部分混合： 液相中溶質(zhì)原子依靠擴(kuò)散來混合： 1000)1( ??? kS LxCkC10 )1(??? ekeS
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