材料科學(xué)基礎(chǔ)之材料的凝固(參考版)
2025-01-02 21:10本頁(yè)面
【正文】 采用上述物理方法對(duì)晶粒的細(xì)化作用主要是通過兩個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)的：由于能量的輸入使液相的形核率提高；振動(dòng)或攪拌使生長(zhǎng)的晶體破碎，從而提供更多的結(jié)晶核心。? 由于實(shí)際的凝固都為非均勻形核，為了提高形核率，可在熔液凝固之前加入一些細(xì)小的人工形核劑（也稱孕育劑或變質(zhì)劑），使之分散在熔液中作為不均勻形核所需的現(xiàn)成基底，這樣能使晶核數(shù)目大大提高，晶粒顯著細(xì)化，這種方法又稱為孕育處理或變質(zhì)處理。? （ 2）加入形核劑 但利用提高冷卻速度增大過冷度來細(xì)化晶粒往往只適用于小件和薄件，對(duì)大件就難以辦到。vg的比值，Z將增大，晶粒變細(xì)。隨著過冷度的增大，凝固時(shí)形核率 N和生長(zhǎng)速度 vg都將增加，且N的增加率大于 vg的增加率，即增大過冷度會(huì)提高 N增大過冷度 。凝固后的晶粒尺寸及其控制晶粒尺寸對(duì)材料的性能有重要影響細(xì)化晶粒是提高鑄件力學(xué)性能的及改善材料壓力加工性能的重要手段。? 藉螺型位錯(cuò)生長(zhǎng)方式的平均長(zhǎng)大速率可表示為，? 其中 v3為比例常數(shù)。晶體的長(zhǎng)大速率? 對(duì)于二維形核生長(zhǎng)方式而言，晶體的生長(zhǎng)是不連續(xù)的，相應(yīng)的平均長(zhǎng)大速率可表示為，? 其中 v2和 b均為常數(shù)。K。/晶體的長(zhǎng)大速率? 晶體的長(zhǎng)大速度 vg主要取決于晶體的生長(zhǎng)方式和過冷度。Tm的過冷度下，非均勻形核率就已達(dá)到最大值。形核率? B晶胚的最大尺寸隨過冷度增大而增大，臨界晶核半徑、晶胚尺寸與過冷度的關(guān)系金屬的結(jié)晶傾向很大，液體金屬不易達(dá)到很大的過冷度， Δ T增大，形核率增大，在 不大時(shí)，形核率主要受形核功因子控制， 可見當(dāng) Δ Gc是形核功， Δ GA是擴(kuò)散激活能 N2為受形核功影響的形核率因子。N 減小，有利于形核；另一方面隨過冷度增大，原子從液相向晶胚擴(kuò)散的速率降低，不利于形核。 大小為臨界半徑 r*的晶核處于介穩(wěn)狀態(tài)，它們既可消散也可長(zhǎng)大。/s）。形核速度又稱形核率 ，指的是單位體積的液相中，在單位時(shí)間內(nèi)所形成的晶核數(shù)目，用 N來表示（ 1underusedaLearning?Learning,ofa2023）第四節(jié) 晶核的長(zhǎng)大 第三章第四節(jié)晶核長(zhǎng)大3（ 2）負(fù)溫度梯度（液體中距液固界面越遠(yuǎn)，溫度越低）液體中溫度梯度與晶體的長(zhǎng)大形態(tài)underusedaLearning?Learning,ofa2023第四節(jié) 晶核的長(zhǎng)大 第三章第四節(jié)晶核長(zhǎng)大3 粗糙界面：平面狀。（ 1）正溫度梯度（液體中距液固界面越遠(yuǎn)，溫度越高 dT/dz0）藉螺位錯(cuò)生長(zhǎng)第四節(jié) 晶核的長(zhǎng)大 第三章第四節(jié)晶核長(zhǎng)大3光滑界面（微觀光滑、宏觀粗糙－無機(jī)化合物或亞金屬材料的界 （
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