钢的浇注凝固理论精选课件.ppt
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1、关于钢的浇注凝固理论第一页,本课件共有32页一、凝固1.凝固(Solidification)从液态到固态;金属原子从无序到有序状态的转变,也是在液态中无规则的原子集团转变成按一定规则排列的固态结晶体。短程有序长程有序第二页,本课件共有32页凝固现象形核长大凝固过程示意图凝固过程示意图第三页,本课件共有32页2.对凝固的要求正确的凝固结构;合金元素分布均匀;最大限度的除去气体和夹杂;钢锭内部和表面质量良好;钢水收得率高。第四页,本课件共有32页二、凝固的热力学条件1.温度对凝固的影响T0TnTG固G液温度T自由能GG(1)平衡熔点T0第五页,本课件共有32页在平衡熔点处:钢凝固反应:Fe液Fe固
2、 GfG固G液 HT S HT H/T0 令HLf Lf(T0T)/T0 Lf T/T0只有T0,Gf才小于零,凝固才自发进行。(2)过冷度T第六页,本课件共有32页凝固时的冷却曲线时间温度时间温度T0TT0Ta.纯金属b.合金第七页,本课件共有32页2.晶粒度对熔点的影响:晶粒越小,它的蒸气压越大,熔点也越低第八页,本课件共有32页3.形核:两类均匀形核:晶核在母相中不依附任何外来物而形成;非均匀形核:核心依附于液体内存在的杂质或容器表面形成。(1)均匀形核a.形核时能量变化体积自由焓变:Gv表面自由焓变:GF第九页,本课件共有32页体积自由焓变:体积自由焓变:Gv Gv4/3r3(GS-G
3、L)表面自由焓变:表面自由焓变:GF GF4r2形核总自由焓变:形核总自由焓变:G G 4/3r3(GS-GL)4r2 4/3r3Lf T/T0 4r2第十页,本课件共有32页b.临界形核半径:r*G 4/3r3Lf T/T0 4r2第十一页,本课件共有32页结构起伏;能量起伏;成分起伏。形核功:G*可以看出G*0c.晶核的来源:第十二页,本课件共有32页d.形核速率和过冷度的关系临界过冷度 T*:只有过冷度大于一定值时,才可能形核,这个过冷度称为形核临界过冷度 T*。第十三页,本课件共有32页临界过冷度T*第十四页,本课件共有32页(2)非均匀形核对形核杂质的要求:结构相似,大小相当。第十五
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