金属学与热处理知识总结.docx

1、空间点阵和晶体点阵空间点阵和晶体点阵为便于了解晶体中原子排列的规律性，通常将实体晶体结构简化为完整无缺的理想晶体。若将其中每个院子抽象为纯几何点，即可得到一个由无数几何点组成的规整的阵列，称为空间点阵，抽象出来的几何点称为阵点或结点。由此构成的空间排列，称为晶体点阵；与此相应，上述空间点阵称为晶格。热过冷热过冷纯金属在凝固时，其理论凝固温度(Tm)不变，当液态金属中的实际温度低于 Tm时，就引起过冷，这种过冷称为热过冷。成分过冷成分过冷在固液界面前沿一定范围内的液相，其实际温度低于平衡结晶温度，出现了一个过冷区域，过冷度为平衡结晶温度与实际温度之差，这个过冷度是由于界面前沿液相中的成分差别引起

2、的，称为成分过冷。成分过冷能否产生及程度取决于液固界面前沿液体中的溶质浓度分布和实际温度分布这两个因素。动态过冷度动态过冷度当界面温度 TiTm，熔化速率凝固速率时，晶核才能长大，这时的过冷度称为动态过冷度。即只有液固界面取得动态过冷度，才能使晶核长大。结构起伏结构起伏液态金属中大量不停“游动”着的原子团簇不断地分化组合，由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变的现象。能量起伏能量起伏液态金属中处于热运动的原子能量有高有

3、低，同一原子的能量也在随时间不停地变化，时高时低。均匀形核均匀形核液相中各个区域出现新相晶核的几率都是相同的，是液态金属绝对纯净、无任何杂质，只是依靠液态金属的能量变化，由晶胚直接生核的理想过程。临界半径：非均匀形核非均匀形核液态金属中总是存在一些微小的固相杂质点，并且液态金属在凝固时还要和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面上形成，需要的过冷度较小。临界半径：非均匀形核的临界球冠半径与均匀形核的临界半径是相等的。晶核长大的微观结构晶核长大的微观结构光滑界面和粗糙界面。晶粒大小的控制晶粒大小的控制控制过冷度；变质处理；振动、搅动。表面细晶区的形成表面细晶区的形成当液态金属浇入

4、温度较低的铸型中时，型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用，产生很大的过冷度而大量非均质生核。这些晶核在过冷熔体中也以枝晶方式生长，由于其结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失，从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。柱状晶区的形成柱状晶区的形成在结晶过程中由于模壁温度的升高，在结晶前沿形成适当的过冷度，使表面细晶粒区继续长大（也可能直接从型壁处长出），又由于固-液界面处单向的散热条件（垂直于界面方向），处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，以表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底，呈枝晶状单向延伸生长，那些主干取向与热流方向相平行的枝晶优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，在淘汰取向不

5、利的晶体过程中，发展成柱状晶组织。中心等轴晶的形成中心等轴晶的形成内部等轴晶区的形成是由于熔体内部晶核自由生长的结果。随着柱状晶的发展，熔体温度降到足够低，再加之金属中杂质等因素的作用，满足了形核时的过冷度要求，于是在整个液体中开始形核。同时由于散热失去了方向性，晶体在各个方向上的长大速度是相等的，因此长成了等轴晶。固溶体与金属化合物的区别固溶体与金属化合物的区别固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，而金属化合物的晶体结构与组成它的组元都不同，通常较复杂。固溶体相对来说塑韧性好，硬度较低，金属化合物硬而脆。影响置换固溶体溶解度的因素影响置换固溶体溶解度的因素原子尺寸因素；电负性因素；电子浓度因素；

6、晶体结构因素。相律相律相律 F=C-P+2，压力为常数时，F=C-P+1。F 为平衡系统的自由度数，C为平衡系统的组元数，P 为平衡系统的相数。他的含义是：在只受外界温度和压力影响的平衡系统中，它的自由度数等于系统的组元数和相数之差加上 2。杠杆定律杠杆定律L=rb/ab100%成分起伏成分起伏液相中总会有某些微小体 积 可 能 偏 离 液 相 的 平 均 成 分，这 些 微 小体 积 的 成 分、大 小 和 位 置 都 是 在 不 断 地 变 化 着，这 就 是 成 分 起 伏。枝晶偏析枝晶偏析固溶体合金不平衡结晶的结果，使先后从液相中结晶出的固相成分不同，再加上冷速较快，不能使成分扩散均匀，结果就使每个晶粒内部的化学成分很不均匀。先结晶的部分含高熔点组元较多，后结晶的部分含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差别，这种在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象，称为晶内偏析，又称枝晶偏析。宏观偏析宏观偏析在材料宏观范围内出现的成分不均匀偏析。铁素体与奥氏体铁素体与奥氏体铁素体是溶于-Fe 中的间隙固溶体，为体心立方结构，常用符号 F 或表示。奥氏体是碳溶于-Fe 中的间隙固溶体，为面心立方