機(jī)械工程材料成型及工藝4

一、金屬的結(jié)晶1金屬結(jié)晶的溫度a-理論結(jié)晶溫度曲線b-實(shí)際結(jié)晶溫度曲線金屬結(jié)晶的冷卻曲線示意圖12.過冷度

過冷度：ΔT＝T0－T1。

影響因素：冷卻速度、金屬性質(zhì)和純度有關(guān)。冷卻速度越大，則過冷度越大，實(shí)際金屬結(jié)晶溫度越低。反之，若冷卻速度無限小(即散熱無限慢)時(shí)，則實(shí)際結(jié)晶溫度與平衡結(jié)晶溫度趨于一致。然而，實(shí)踐證明晶體總是在過冷情況下結(jié)晶，過冷是金屬結(jié)晶的必要條件。23.金屬結(jié)晶的規(guī)律

純金屬的結(jié)晶過程：晶核形成和長大。純金屬結(jié)晶過程示意圖純金屬結(jié)晶過程示意圖34.金屬晶核形成的方式

自發(fā)形核:以過冷液體中的相起伏（液體中有規(guī)則排列的原子集團(tuán)）為基礎(chǔ)的形核；

非自發(fā)形核：依附于過冷液體中的某些雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)表面而形核。45金屬晶粒的細(xì)化方法金屬內(nèi)部晶粒越細(xì)小，則晶界越多且晶格畸變越大。從而使金屬強(qiáng)度、硬度提高，并使變形均勻分布在許多晶粒上，塑性、韌性也好。

晶粒度/（晶粒數(shù)/mm2）σb/MPaσs/MPaδ(%)6.32374635.3512747044.819429410847.55金屬結(jié)晶后晶粒大小與單位時(shí)間、單位體積內(nèi)的形核數(shù)量即形核率N和長大速度G有關(guān)，若晶核的形成速率很大，而長大速度很小時(shí)，便可得到很細(xì)的晶粒。

生產(chǎn)中常采用1）增加過冷度ΔT；2）變質(zhì)處理；3）附加振動等細(xì)化晶粒的方法。

66金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變把—種金屬具有兩種或兩種以上的晶格結(jié)構(gòu)稱為同素異構(gòu)性，這種金屬的晶格結(jié)構(gòu)隨溫度變化而改變的現(xiàn)象，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液態(tài)金屬結(jié)晶存在著明顯區(qū)別，主要表現(xiàn)在：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)晶界處能量較高，新的晶核往往在原晶界上形成；固態(tài)下原子擴(kuò)散比較困難，固態(tài)轉(zhuǎn)變需要較大的過冷；固態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)會產(chǎn)生體積變化，在金屬中引起較大的內(nèi)應(yīng)力。7純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變8同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體的差別同位素：研究同種元素的不同原子,它們的中子數(shù)不同,比如碳12和碳14。同素異形體：研究同種元素形成的不同單質(zhì),原子間的成鍵方式不同,如金剛石和石墨。同分異構(gòu)體：研究分子式相同的分子的不同結(jié)構(gòu),同分異構(gòu)體原子的連接順序,方式不同,如基團(tuán)位置,官能團(tuán)的差異