第04章凝固与结晶汇编.ppt

第四章 凝固与结晶 第一节 晶体形成的一般过程 2、凝固状态的影响因素 二、结晶的热力学条件 二、结晶的热力学条件 三、结晶的潜热 四、结晶时的过冷现象 五、结晶的一般过程 五、结晶的一般过程 第二节 形核 一、自发形核 一、自发形核 二、形核率 三、非自发形核 三、非自发形核 三、非自发形核 第三节 晶核的长大 三、正温度梯度下晶体的长大 四、负温度梯度下晶体的长大 四、负温度梯度下晶体的长大 五、非金属晶体的长大 六、界面结构对晶体生长影响 第四节 凝固理论的应用举例 二、铸件晶粒大小的控制 三、凝固体的结构 四、铸锭中的组织缺陷 五、单晶的制备 六、非晶态固体的形成 第一节 二元匀晶合金 二、固溶体材料冷却时组织转变 二、固溶体材料冷却时组织转变 三、固溶体材料非平衡冷却 三、固溶体材料非平衡冷却 四、固溶体中溶质的分布 四、固溶体中溶质的分布 四、固溶体中溶质的分布 四、固溶体中溶质的分布 五、成分过冷 五、成分过冷 五、成分过冷 五、成分过冷 五、成分过冷 第二节 二元共晶相图 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 二、共晶体的形成 三、典型合金的凝固 三、典型合金的凝固 三、典型合金的凝固 三、典型合金的凝固 四、共晶合金非平衡凝固 四、共晶合金非平衡凝固 四、共晶合金非平衡凝固 第三节 二元包晶相图 二、包晶体转变 二、包晶体转变 二、包晶体转变 二、包晶体转变 三、典型合金的冷却转变 四、非平衡转变组织 第四节 复杂二元相图分析方法 一、相图形式 二、分析方法 二、分析方法 三、相图与材料性能的联系 三、相图与材料性能的联系 四、铁-碳合金相图 相图 组元与基本相 相图介绍 结晶过程及组织 虚线部分相图 第五节 三元合金 三元相图的基本知识 三元匀晶相图 三元系中的三相平衡 5-1 三元相图成分表示方法 等边三角形法 浓度三角形中的特定线 等腰梯形法 直角坐标法 三元相图的基本形状 5-2 三元匀晶相图 三元匀晶相图分析 水平截面图(等温截面) 水平截面图－－连接线 水平截面图－－柯氏法则 合金的平衡冷却凝固过程 合金的平衡冷却凝固过程 两相平衡成分变化规律 垂直截面图(变温截面) 垂直截面图(变温截面) 垂直截面图内容 5-3 三元系中的三相平衡 三相平衡转变类型 连接三角形 重心法则－－条件 重心法则－－计算 重心法则－－应用 三相区的水平截面 三相平衡区的空间形状 三相平衡区的垂直截面 三相平衡区在成分平面上的投影 三相平衡区在成分平面上的投影 小结 石墨比渗碳体更为稳定，有较低的吉布斯自由能，在比Cm更小的过冷度下形成，因而石墨的析出线、共晶和共析温度均高于Fe-Fe3C系。 含有石墨组织的Fe-C合金称为灰口铸铁。 等边三角形法 浓度三角形 等腰三角形法 直角坐标法 三元相图的基本形状 取等边三角形ABC，三个顶点表示三个纯组元；三个边各定为100％，分别代表A－B、B－C、C－A三个二元系的成分；位于三角形内的点代表三元系的成分。 在三角形内任取一点X，由X顺次作平行于三个边的线段xa、xb、xc，如果将三角形的边长定为100%，则有 xa+xb+xc = AB = 100%。可以用xa, xb, xc分别表示组元A、B、C的质量分数。 ①平行于一边的直线上所有点，表示这个边对应顶点的组元含量均相等； ②过一顶点的直线上所有点，表示另两个顶点代表的两组元的含量比为一定值。 在相图的应用时，所作的垂直截面往往过这两类直线。 取等边三角形ABC的一部分，用不同的比例组成等腰梯形。 在三元系中，如果以一个组元为主体，另外两组元的含量较低，例如铸铁中分析的Fe－C－P系，可以采用直角坐标，称直角三角形法。 如图所示，其中一个坐标轴表示B组元的质量分数，另一个坐标轴表示C组元的质量分数，则余下部分就是A组元的分数。在直角坐标中，根据两组元的含量变化范围，可以采用不同比例的刻度。 XA = 100% - XB - XC 以浓度平面为基础，垂直于浓度平面的高度坐标为温度，以此构成的空间图形，空间中任一点代表了系统一固定状态，在图中表示每一状态的相平衡情况，相区之间分界也有二元相图的曲线发展为曲面。如果浓度平面为浓度三角形，则其三元相图为三棱柱体，它的三个侧面为三组元两两组成的二元相图。要认识三元相图，必须熟悉二元相图的所有规律。 相图分析 水平截面图 合金的平衡冷却凝固过程 垂直截面图 三元相图的基本形状 形成条件：三组元在液态和固态都能无限互