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1、第三章第二节纯金属的结晶本讲稿第一页，共十五页晶体晶体液体液体结晶结晶结晶结晶：液体液体-晶体晶体凝固：凝固：液体液体-固体（晶体固体（晶体 或或 非晶体）非晶体）本讲稿第二页，共十五页冷却曲线冷却曲线tTT0Tn理论结晶温度开始结晶温度开始结晶温度 T过冷度过冷度T=T0 -Tn纯金属结晶的条纯金属结晶的条件就是应当有一件就是应当有一定的过冷度定的过冷度1.1.纯纯金金属属的的结结晶晶条条件件本讲稿第三页，共十五页冷却速度越大，则过冷度越大。冷却速度越大，则过冷度越大。本讲稿第四页，共十五页2.2.纯金属的纯金属的结晶过程结晶过程液态金属液态金属形核形核晶核长大晶核长大完全结晶完全结晶形核形
2、核和和晶核长大晶核长大的过程的过程本讲稿第五页，共十五页形核规律形核规律两种形核方式两种形核方式 自发自发形核形核与与非非自发自发形核形核自发自发形核形核由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核尺寸后形成的结晶核心。尺寸后形成的结晶核心。非非自发自发形核形核 是依附于外来杂质上生成的是依附于外来杂质上生成的晶核。晶核。本讲稿第六页，共十五页晶核长大规律晶核长大规律长大方式 树枝状生长树枝状生长。树枝状生长本讲稿第七页，共十五页树枝状晶体生长示意图树枝状晶体生长示意图 本讲稿第八页，共十五页本讲稿第九页，共十五页四、晶粒大小及控制四、晶粒大小及控制l l细晶强
3、化细晶强化 细化晶粒的方法：细化晶粒的方法：（1）增大过冷度）增大过冷度 提高冷却速度和降低浇注温度提高冷却速度和降低浇注温度 （2）变质处理）变质处理 （3）附加振动）附加振动本讲稿第十页，共十五页（1 1）提高过冷度）提高过冷度形核率形核率N、长大速度、长大速度G 与与 过冷度过冷度T 的关系的关系TG，NGN本讲稿第十一页，共十五页（2 2）变质处理）变质处理在液体金属中加入在液体金属中加入变质剂变质剂(孕育剂孕育剂)，以细化晶粒，以细化晶粒和改善组织的工艺措施。和改善组织的工艺措施。变质剂的作用变质剂的作用：作为非：作为非自发自发形核形核的核心，或阻碍晶粒长大。的核心，或阻碍晶粒长大。本讲稿第十二页，共十五页（3 3）振动结晶）振动结晶机械振动、超声振动，或电磁机械振动、超声振动，或电磁搅拌等。搅拌等。振动的作用振动的作用：使树枝晶破碎，晶核数：使树枝晶破碎，晶核数 增加，晶粒细化。增加，晶粒细化。本讲稿第十三页，共十五页五、五、铸锭组织铸锭组织表面细晶粒层表面细晶粒层中间柱状晶粒层中间柱状晶粒层中心等轴晶粒层中心等轴晶粒层本讲稿第十四页，共十五页小结小结重点要求重点要求 1.1.过冷度的概念，晶粒度的影响因素。过冷度的概念，晶粒度的影响因素。2.2.铸锭组织。铸锭组织。本讲稿第十五页，共十五页