《金属的凝固特点》课件.pptx

金属的凝固特点ppt课件目录金属凝固概述金属的凝固特性金属的凝固方式金属的凝固工艺金属的凝固应用金属凝固概述01金属凝固01金属由液态转变为固态的过程。02金属凝固过程中的相变金属液态时为单相，冷却后转变为固相，同时可能伴随其他相的生成。03金属凝固过程中的组织转变金属在凝固过程中，其内部组织结构发生显著变化。金属凝固的定义03偏析过程金属在凝固过程中，由于溶质元素在液相和固相中的溶解度不同，导致溶质元素在固液界面处富集，形成偏析。01冷却过程金属液态时开始降温，热量逐渐散失至周围介质中。02结晶过程金属液态冷却到某一温度时开始形成结晶核心，随后晶体不断生长。金属凝固的物理过程热力学基本概念金属凝固过程中涉及到的热力学基本概念包括自由能、自由能变化、熵等。热力学第一定律金属凝固过程中，系统能量的转化和守恒遵循热力学第一定律。热力学第二定律金属凝固过程中，自发反应总是向着熵增加的方向进行，即向着更加混乱的状态进行。金属凝固的热力学基础金属的凝固特性0201结晶温度金属开始从液态向固态转变的温度点。02影响因素金属的纯度、冷却速率和金属的种类。03规律纯金属的结晶温度较高，合金的结晶温度较低；冷却速率越大，结晶温度越高。金属的结晶温度不同金属的凝固结构不同，影响金属的物理和机械性能。金属的固态晶格结构。影响因素：金属的原子半径、晶体结构和化学键类型。金属的凝固结构0102影响因素冷却速率、金属的纯度和结晶温度。规律冷却速率越快，凝固速率越高；金属纯度越高，凝固速率越高；结晶温度越高，凝固速率越高。金属的凝固速率01凝固过程中由于各种原因导致金属内部结构的不完善或异常。02主要类型：缩孔、疏松、偏析、裂纹等。对金属的性能产生不良影响，如降低机械性能、耐腐蚀性能等。金属的凝固缺陷02金属的凝固方式03在平衡凝固过程中，金属从液态向固态转变时，通过缓慢冷却，使金属内部晶核在热力学上稳定，并逐步扩展形成完整的晶格结构。平衡凝固需要较长时间，通常在液态金属温度降至熔点以下时开始。在此过程中，金属原子逐渐从液态转变为固态，形成晶体结构。由于晶核形成和晶体生长的时间较长，平衡凝固得到的金属组织结构较为均匀，且晶格缺陷较少。总结词详细描述平衡凝固单向凝固是一种快速冷却过程，通过控制冷却速率，使金属沿一个方向上实现定向结晶。总结词在单向凝固中，金属冷却速率较快，通常在液态金属温度降至熔点附近时开始。由于冷却速率较快，金属原子在结晶过程中来不及形成完整的晶格结构，导致晶体生长方向单一。单向凝固得到的金属组织结构具有明显的方向性，常用于制备单晶材料。详细描述单向凝固总结词快速凝固是一种极快的冷却速率，使金属在极短时间内从液态转变为固态，以减少晶格缺陷和获得非晶态结构。详细描述快速凝固过程中，液态金属被迅速冷却至固态，冷却速率高达每秒数百至数千摄氏度。由于冷却速率极快，金属原子来不及形成完整的晶格结构，从而获得非晶态或微晶态结构。快速凝固技术常用于制备非晶合金、微晶合金和纳米晶材料等。快速凝固金属的凝固工艺0401铸造工艺是将液态金属倒入模具中，冷却凝固后获得所需形状和性能的金属制品的工艺方法。02铸造工艺广泛应用于机械、汽车、航空、船舶等领域，是制造大型和复杂金属构件的主要方法之一。03铸造工艺具有适应性广、工艺简单、成本低等优点，但也存在一些缺点，如废品率高、能耗大等。铸造工艺 连铸工艺连铸工艺是将液态金属通过连续浇注的方式，在连铸机内冷却凝固成所需形状和性能的金属制品的工艺方法。连铸工艺具有高效、节能、环保等优点，是现代钢铁工业中的重要生产工艺之一。连铸工艺的应用范围广泛，可生产各种规格的钢材，如板材、管材、型材等。定向凝固工艺是一种通过控制热流方向，使液态金属在特定方向上凝固，从而获得具有定向组织结构的金属制品的工艺方法。定向凝固工艺主要用于制备高性能的金属材料，如高温合金、单晶叶片等。定向凝固工艺具有组织细密、力学性能优异、耐高温等特点，广泛应用于航空、航天、能源等领域。定向凝固工艺金属的凝固应用05金属凝固后具有良好的强度和耐久性，因此在机械制造中广泛应用于制造各种零件和工具。零件制造模具制造表面处理通过金属的快速凝固技术，可以制造出高精度、高硬度的模具，提高生产效率和产品质量。金属凝固技术还可以应用于表面处理，如喷涂、电镀等，提高表面的耐磨性、耐腐蚀性和美观度。030201在机械制造中的应用发动机制造航空发动机需要承受极高的温度和压力，金属凝固技术可以制造出具有优异性能的发动机零部件。飞机制造航空航天领域对材料的要求极高，金属凝固材料具有高强度、高刚性和轻量化等特点，因此在飞机和航天器的结构件制造中得到广泛应用。零部件修复金属凝固技术还可应用于航空航天领域中受损零部件的快速修复，提高维修效率和降低成本。在航空航天领域的应用太阳能板制造太阳能板中的集热器部分需要高精度和高效率的金属构件，金属凝固技术可以满足这些要求。核能设备制造在核能领域，金属凝固技术可用于制造高强度、耐高温和耐腐蚀性的核反应堆零部件。电动汽车电池制造电动汽车电池需要高强度、轻量化和高导电性能的电极材料，金属凝固技术可以满足这些要求。在新能源领域的应用THANKS感谢观看