《熔化凝固【柳》课件.pptVIP

*******************熔化凝固【柳】熔化和凝固是物质常见的物理变化。它们是物质状态变化的两个关键过程，影响着材料的特性和应用。课程介绍熔化凝固概述本课程将探讨金属材料从固态到液态再到固态的转变过程，即熔化和凝固过程。工业应用广泛熔化凝固是冶金、铸造等多个工业领域的关键技术，在制造金属制品中发挥着至关重要的作用。微观结构分析课程将深入讲解熔化凝固过程中的微观结构变化，包括晶粒生长、晶界形成等现象。课程目标11.理解熔化和凝固的基本概念深入了解熔化过程和凝固过程的物理化学原理，掌握关键影响因素。22.掌握熔化凝固过程的影响因素分析温度、压力、成分等因素对熔化凝固过程的影响，并了解它们之间的关系。33.了解常见的铸造工艺学习砂型铸造、金属模铸造、压铸等工艺原理和应用，并了解其优缺点。44.掌握熔化凝固在实际应用中的应用了解熔化凝固技术在汽车、航空、电子、机械等领域的应用和发展趋势。内容大纲熔化凝固概述定义、意义、应用场景熔化过程熔化点、热力学基础凝固过程结晶过程、凝固组织影响因素温度、速度、杂质熔化凝固概述熔化凝固是材料科学和工程领域中一个重要的物理过程，它涉及物质从固态到液态或从液态到固态的相变。熔化指的是物质从固态转变为液态的过程，而凝固则是指物质从液态转变为固态的过程。这两种过程是可逆的，并且受温度、压力和其他因素的影响。熔化过程熔化是物质从固态转变为液态的过程。固体物质吸收热量，分子获得动能，克服分子间的吸引力，逐渐转变为液态。熔化过程是一个吸热过程，需要吸收热量才能发生。1固态分子紧密排列2熔点固态开始转变为液态3液态分子间距增大熔化过程的温度称为熔点，是固体物质熔化的温度。不同物质的熔点不同，例如水的熔点为0摄氏度，铁的熔点为1538摄氏度。熔化过程的温度保持不变，直到所有固体物质全部熔化。凝固过程成核熔体冷却至过冷状态，出现晶核。晶体生长晶核逐渐长大，形成晶体。枝晶生长晶体生长过程中，形成树枝状的晶体。凝固完成晶体逐渐长大，最终形成固态金属。影响因素温度熔化和凝固过程受温度影响，温度越高，熔化越快，凝固越慢。冷却速度冷却速度越快，晶粒越小，组织越细密，强度和硬度越高。模具模具材质和形状影响铸件的尺寸和结构，进而影响凝固过程。合金成分合金成分影响熔点、凝固温度范围和凝固过程的动力学。冷却曲线冷却曲线是金属在冷却过程中温度随时间变化的曲线，可以反映金属的凝固过程。晶粒结构晶粒是金属材料的微观结构单元。晶粒尺寸、形状和分布对金属材料的机械性能、物理性能和化学性能都有重大影响。晶粒尺寸越小，材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越低。晶粒尺寸越大，材料的强度和硬度越低，塑性和韧性越高。结晶机理晶核形成熔体冷却到一定温度，出现晶核，即固相微小颗粒。晶核的形成是结晶过程的开始。晶核长大晶核形成后，周围的熔体原子不断迁移到晶核表面，使晶核长大。晶粒生长多个晶核长大，相互碰撞，形成晶界。最终形成由多个晶粒组成的固体组织。凝固组织树枝状晶树枝状晶是金属凝固过程中最常见的组织之一。它们是由晶核生长形成的，具有树枝状的分支。等轴晶等轴晶是指在凝固过程中形成的形状和大小相似的晶体，它们均匀分布在金属材料中。柱状晶柱状晶通常出现在金属凝固的初始阶段，它们垂直于冷却表面生长，具有柱状形状。共晶组织共晶组织是两种或两种以上金属在凝固过程中同时结晶形成的，具有独特的显微结构。铸造缺陷1气孔铸造过程中气体无法完全逸出而形成的空洞2缩孔金属凝固时体积收缩造成的空洞，影响铸件强度3冷隔金属液未能完全充满模具而形成的缺陷4砂眼模具中的砂粒脱落并嵌入铸件中铸件质量评价尺寸精度铸件尺寸偏差，公差要求，影响产品性能。表面质量铸件表面缺陷，裂纹、气孔、夹渣，影响使用寿命。机械性能铸件抗拉强度，屈服强度，硬度，影响产品强度。化学成分铸件化学成分，影响合金性能，确保产品质量。常见铸造工艺砂型铸造砂型铸造是一种古老的铸造方法，在各种应用中被广泛使用。该工艺使用砂型，用于创建铸件的形状。砂型铸造成本效益高，并且可用于生产形状复杂的铸件。金属模铸造金属模铸造使用金属模具来生产铸件，通常用于生产形状简单、表面光洁度高的铸件。与砂型铸造相比，金属模铸造能够生产出尺寸精度更高的铸件，但生产成本更高。压铸工艺压铸工艺是利用高压将熔化的金属注入模具中，以生产出形状复杂的铸件。压铸工艺能够生产出高精度、薄壁的铸件，适用于大批量生产。其他工艺其他常见铸造工艺包括挤压铸造、精密铸造、高压铸造等，它们各有特