【正文】 ? 　　 ? 　　按用途可將鋼分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。? 　　 ? 　　在退火組織可將鋼分為亞共析鋼、共析鋼和過(guò)共析鋼。根據(jù)硫、磷的含量可將鋼分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。合金鋼根據(jù)合金元素含量分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。? 　　 .按化學(xué)成分分類? 　　按化學(xué)成份可將鋼分為碳素鋼和合金鋼。生變化。晶格的變化過(guò)程。無(wú)弱面，晶枝結(jié)合較牢，性能均勻，無(wú)方向性合較牢，性能均勻，無(wú)方向性。? ３）等軸晶粒３）等軸晶粒 －－－－ 中心部分的中心部分的液態(tài)金屬冷卻更慢，過(guò)冷度也液態(tài)金屬冷卻更慢，過(guò)冷度也更小，散熱方向的影響也不明更小，散熱方向的影響也不明顯，晶核可向各個(gè)方向均勻長(zhǎng)顯，晶核可向各個(gè)方向均勻長(zhǎng)大成粗大的。晶質(zhì)較致密，但存在弱面部夾晶質(zhì)較致密，但存在弱面部夾雜及低熔點(diǎn)雜質(zhì)富集于晶面。? ２）柱狀晶２）柱狀晶 －－－－ 中間區(qū)域的液中間區(qū)域的液態(tài)金屬在結(jié)晶時(shí)，是垂直于模態(tài)金屬在結(jié)晶時(shí)，是垂直于模壁向外散熱，冷卻速度比外層壁向外散熱，冷卻速度比外層慢，晶體朝著與散熱相反方向慢，晶體朝著與散熱相反方向向液體內(nèi)部平行長(zhǎng)大而形成。 非自發(fā)形核43? 、鑄錠的結(jié)構(gòu)、鑄錠的結(jié)構(gòu)? 鑄錠的組織一般分為三個(gè)區(qū)域鑄錠的組織一般分為三個(gè)區(qū)域：：? １）細(xì)晶粒層１）細(xì)晶粒層 －－最外層緊靠－－最外層緊靠錠模，液態(tài)金屬冷卻快，過(guò)冷錠模，液態(tài)金屬冷卻快，過(guò)冷度大，晶核多，很快形成。? 影響晶粒大小的因素：影響晶粒大小的因素：? １）１） 過(guò)冷度過(guò)冷度 ：增加過(guò)冷度使晶粒細(xì)化：增加過(guò)冷度使晶粒細(xì)化? ２）未熔雜質(zhì)２）未熔雜質(zhì)42 二、二、 影響晶粒大小的因素影響晶粒大小的因素過(guò)冷度的影響216。? 變質(zhì)處理變質(zhì)處理 －－在液體金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑，以－－在液體金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑，以細(xì)化晶粒和改善組織。41 二、二、 影響晶粒大小的因素影響晶粒大小的因素? 細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化 －－－－ 生產(chǎn)上常通過(guò)生產(chǎn)上常通過(guò) 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒 的方法來(lái)改善金的方法來(lái)改善金屬材料的機(jī)械性能，以達(dá)到強(qiáng)韌化的目的。? 晶粒愈小，則金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性愈好。? 晶粒細(xì)化晶粒細(xì)化 是提高金屬機(jī)械性能的最重要的途徑之一。? 金屬的性能在很大程度上與晶粒的大小有關(guān)。39３、晶體的長(zhǎng)大方式３、晶體的長(zhǎng)大方式? 平面長(zhǎng)方式平面長(zhǎng)方式? 樹(shù)枝長(zhǎng)大方式樹(shù)枝長(zhǎng)大方式40? 晶粒大小晶粒大小? 一、晶粒度的概念一、晶粒度的概念? 晶粒度晶粒度 －－晶粒大小。在晶核不斷長(zhǎng)大的同時(shí)，新的晶核也在不斷地生成，直至各個(gè)晶?；ハ嘟佑|，液體全部消失，結(jié)晶成外形不規(guī)則的多晶體各個(gè)晶?；ハ嘟佑|，液體全部消失，結(jié)晶成外形不規(guī)則的多晶體晶粒，結(jié)晶才告完成。當(dāng)過(guò)冷度較大，特別是有雜質(zhì)存在的情況冷度較大，特別是有雜質(zhì)存在的情況 下，晶核往往是以樹(shù)狀的形下，晶核往往是以樹(shù)狀的形式長(zhǎng)大，開(kāi)始形成晶軸，再在其上形成枝芽，最后發(fā)展成式長(zhǎng)大，開(kāi)始形成晶軸，再在其上形成枝芽，最后發(fā)展成 樹(shù)枝狀樹(shù)枝狀結(jié)晶結(jié)晶 。38? ２、２、 長(zhǎng)大長(zhǎng)大 ：：? 晶核形成晶核形成 后，隨著時(shí)間的推移，新的晶核不斷產(chǎn)生，同時(shí)其他一后，隨著時(shí)間的推移，新的晶核不斷產(chǎn)生，同時(shí)其他一些原子也按一定的規(guī)律排列在晶核四周，使晶核不斷長(zhǎng)大。當(dāng)溫度降低到理論結(jié)晶溫度以下，達(dá)到一定的 過(guò)冷度過(guò)冷度以后，液態(tài)金屬中那些超過(guò)臨界晶核尺寸的以后，液態(tài)金屬中那些超過(guò)臨界晶核尺寸的 近程有序近程有序 原子原子集團(tuán)開(kāi)始變得穩(wěn)定，不再消失，成為結(jié)晶的核心，這種晶集團(tuán)開(kāi)始變得穩(wěn)定，不再消失，成為結(jié)晶的核心，這種晶核則稱為核則稱為 自發(fā)晶核自發(fā)晶核 。這些原子集團(tuán) 是不穩(wěn)定的，時(shí)聚時(shí)是不穩(wěn)定的，時(shí)聚時(shí)散。37 ? 金屬的結(jié)晶過(guò)程金屬的結(jié)晶過(guò)程? １、１、 形核形核 ：：? 自發(fā)晶核自發(fā)晶核 液態(tài)金屬在接近結(jié)晶溫度時(shí)，原子已在短距離液態(tài)金屬在接近結(jié)晶溫度時(shí)，原子已在短距離范圍內(nèi)近似固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列，存在著大量尺寸不同的范圍內(nèi)近似固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列，存在著大量尺寸不同的近程有序近程有序 的原子集團(tuán)。償了向周圍散失的熱量。該曲線表明：化關(guān)系曲線。所以， 在恒溫狀態(tài)下結(jié)晶，只有那在恒溫狀態(tài)下結(jié)晶，只有那些引起體系自由降低的過(guò)程，才能自發(fā)進(jìn)行些引起體系自由降低的過(guò)程，才能自發(fā)進(jìn)行 。? 為什么呢？為什么呢？ 熱力學(xué)指出：熱力學(xué)指出： 在自然界中，一切自發(fā)在自然界中，一切自發(fā)轉(zhuǎn)變過(guò)程，是由一種較高的能量狀態(tài)趨向于最低能轉(zhuǎn)變過(guò)程，是由一種較高的能量狀態(tài)趨向于最低能量的穩(wěn)定狀態(tài)，就象小球由高處滾向低處，降低自量的穩(wěn)定狀態(tài)，就象小球由高處滾向低處，降低自己的勢(shì)能一樣。35 二二 結(jié)晶的條件結(jié)晶的條件? 結(jié)晶只能在低于平衡溫度下才能進(jìn)行，即必須有一結(jié)晶只能在低于平衡溫度下才能進(jìn)行，即必須有一定的過(guò)冷度。? 結(jié)晶過(guò)程實(shí)質(zhì)結(jié)晶過(guò)程實(shí)質(zhì) 上是原子由近程有序狀態(tài)過(guò)渡為長(zhǎng)程有上是原子由近程有序狀態(tài)過(guò)渡為長(zhǎng)程有序狀態(tài)的過(guò)程。范圍內(nèi)作近似于固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列。? 近程有序狀態(tài)近程有序狀態(tài) －－液態(tài)金屬內(nèi)部，原子在短距離的?。簯B(tài)金屬內(nèi)部，原子在短距離的小范圍內(nèi)作近似于固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列。凝固即結(jié)晶。34第第 2章章 金屬材料組織和性能的控制金屬材料組織和性能的控制?、純金屬的結(jié)晶、純金屬的結(jié)晶金屬結(jié)晶的概念金屬結(jié)晶的概念? 一、結(jié)晶的概念一、結(jié)晶的概念? 結(jié)晶結(jié)晶 －－液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變成固態(tài)形成晶體－－液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變成固態(tài)形成晶體 的過(guò)程。工藝性能主要有鑄造性、可鍛性、可焊性、切削加工性和熱處理性等。它是物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能的綜合表現(xiàn)。? 工藝性能工藝性能 是反映金屬材料在各種加工過(guò)程中，適是反映金屬材料在各種加工過(guò)程中，適應(yīng)加工工藝要求的能力。? 化學(xué)性能化學(xué)性能 主要是指金屬抵抗活潑介質(zhì)化學(xué)侵蝕的主要是指金屬抵抗活潑介質(zhì)化學(xué)侵蝕的能力。 金屬材料的機(jī)械性能（續(xù)）33 金屬材料的其它性能金屬材料的其它性能? 物理性能物理性能 包括密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、包括密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性等。? 7 斷裂韌性斷裂韌性 金屬材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的韌性性金屬材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的韌性性能。n 一次擺錘沖擊一次擺錘沖擊n 小能量多次沖擊小能量多次沖擊? 6 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 金屬材料在重復(fù)或交變負(fù)荷的作用力金屬材料在重復(fù)或交變負(fù)荷的作用力下，循環(huán)一定周次后，斷裂時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。? 衡量指標(biāo)有：衡量指標(biāo)有：n 布氏硬度布氏硬度 HB 球壓頭、測(cè)壓痕直徑球壓頭、測(cè)壓痕直徑