机械工程材料成型及工艺4

一、金属的结晶1金属结晶的温度a-理论结晶温度曲线b-实际结晶温度曲线金属结晶的冷却曲线示意图2.过冷度过冷度：ΔT＝T0－T1。影响因素：冷却速度、金属性质和纯度有关。冷却速度越大，则过冷度越大，实际金属结晶温度越低。反之，若冷却速度无限小(即散热无限慢)时，则实际结晶温度与平衡结晶温度趋于一致。然而，实践证明晶体总是在过冷情况下结晶，过冷是金属结晶的必要条件。3.金属结晶的规律纯金属的结晶过程：晶核形成和长大。纯金属结晶过程示意图纯金属结晶过程示意图4.金属晶核形成的方式自发形核:以过冷液体中的相起伏（液体中有规则排列的原子集团）为基础的形核；非自发形核：依附于过冷液体中的某些杂质质点表面而形核。5金属晶粒的细化方法金属内部晶粒越细小，则晶界越多且晶格畸变越大。从而使金属强度、硬度提高，并使变形均匀分布在许多晶粒上，塑性、韧性也好。晶粒度/（晶粒数/mm2）σb/MPaσs/MPaδ(%)6.32374635.3512747044.819429410847.5金属结晶后晶粒大小与单位时间、单位体积内的形核数量即形核率N和长大速度G有关，若晶核的形成速率很大，而长大速度很小时，便可得到很细的晶粒。;GNKZ。长大速度（形核率，形核数量；常数，常取)/mm);/(9.03sGmmsNK生产中常采用1）增加过冷度ΔT；2）变质处理；3）附加振动等细化晶粒的方法。6金属的同素异构转变把—种金属具有两种或两种以上的晶格结构称为同素异构性，这种金属的晶格结构随温度变化而改变的现象，称为同素异构转变。同素异构转变与液态金属结晶存在着明显区别，主要表现在：同素异构转变时晶界处能量较高，新的晶核往往在原晶界上形成；固态下原子扩散比较困难，固态转变需要较大的过冷；固态转变时会产生体积变化，在金属中引起较大的内应力。纯铁的同素异构转变同位素、同素异形体、同分异构体的差别同位素：研究同种元素的不同原子,它们的中子数不同,比如碳12和碳14。同素异形体：研究同种元素形成的不同单质,原子间的成键方式不同,如金刚石和石墨。同分异构体：研究分子式相同的分子的不同结构,同分异构体原子的连接顺序,方式不同,如基团位置,官能团的差异,比如乙醇和甲醚。思考题为什么铸件的加工余量过大会使加工后的铸件强度降低？