第三章凝固精选PPT.ppt

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1、第三章凝固1第1页，本讲稿共31页第三章 凝固炼钢炼钢 浇注浇注 炼铜炼铜第2页，本讲稿共31页第三章第三章 凝固凝固l凝固：物质从液态到固态的转变过程。凝固：物质从液态到固态的转变过程。l若凝固后的物质为晶体，则称之若凝固后的物质为晶体，则称之l为结晶。为结晶。l凝凝固固过过程程影影响响后后续续工工艺艺性性能能、使使用用性性能能和寿命。和寿命。l凝凝固固是是相相变变过过程程，可可为为其其它它相相变变的的研研究究提供基础。提供基础。第3页，本讲稿共31页第一节第一节 材料结晶的基本规律材料结晶的基本规律第三章第一节结晶规律1液态材料的结构液态材料的结构结构：长程无序而短程有序。结构：长程无序而

2、短程有序。特特点点（与与固固态态相相比比）：原原子子间间距距较较大大、原原子子配配位位数数较较小、原子排列较混乱。小、原子排列较混乱。第4页，本讲稿共31页第一节第一节 材料结晶的基本规律材料结晶的基本规律第三章第一节结晶规律2过冷现象过冷现象 supercooling（1）过冷：液态材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。）过冷：液态材料在理论结晶温度以下仍保持液态的现象。（2）过冷度：液体材料的理论结晶温度）过冷度：液体材料的理论结晶温度(Tm)与其实际温度之差。与其实际温度之差。T=Tm-T(见冷却曲线见冷却曲线)注注:过冷是凝固的必要条件过冷是凝固的必要条件(凝固过程总是在一定的过冷度

3、下进行凝固过程总是在一定的过冷度下进行)。第5页，本讲稿共31页第一节第一节 材料结晶的基本规律材料结晶的基本规律第三章第一节结晶规律3结晶过程结晶过程（1）结晶的基本过程：）结晶的基本过程：形核长大形核长大。（见示意图）。（见示意图）（2）描述结晶进程的两个参数）描述结晶进程的两个参数形核率形核率：单位时间、单位体积液体中形成的晶核数量。用：单位时间、单位体积液体中形成的晶核数量。用N表示。表示。长大速度长大速度：晶核生长过程中，液固界面在垂直界面方向上单位时间：晶核生长过程中，液固界面在垂直界面方向上单位时间内迁移的距离。用内迁移的距离。用G表示。表示。第6页，本讲稿共31页第二节第二节

4、材料结晶的基本条件材料结晶的基本条件 第三章第二节结晶条件1热力学条件热力学条件（1）G-T曲线曲线a是下降曲线：由是下降曲线：由G-T函数的一次导数（负）确定。函数的一次导数（负）确定。dG/dT=-Sb是上凸曲线：由二次导数（负）确定。是上凸曲线：由二次导数（负）确定。d2G/d2T=-Cp/Tc液相曲线斜率大于固相：液相曲线斜率大于固相：由一次导数大小确定。由一次导数大小确定。二曲线相交于一点，即材料的熔点。二曲线相交于一点，即材料的熔点。第7页，本讲稿共31页第二节第二节 材料结晶的基本条件材料结晶的基本条件 第三章第二节结晶条件1热力学条件热力学条件（2）热力学条件）热力学条件Gv=LmT/TmaT0,Gv0时时,Gk非非T2T1)第30页，本讲稿共31页第一章第三节原子不规则排列本章小结与习题讨论课4 液态金属凝固时需要过冷，那么固态金属熔化时是否需要过热？液态金属凝固时需要过冷，那么固态金属熔化时是否需要过热？为什么？为什么？5 假设凝固时的临界晶核为立方体形状，求临界形核功。分析在同样过假设凝固时的临界晶核为立方体形状，求临界形核功。分析在同样过 冷度下均匀形核时，球形晶核和立方晶核哪一个更容易成？冷度下均匀形核时，球形晶核和立方晶核哪一个更容易成？6h第31页，本讲稿共31页