工程材料完整课件em3
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《工程材料简介》课件
钛合金
钛合金具有高强度、轻量 化和耐腐蚀等优点，常用 于的耐腐蚀 性和高温性能，常用于制 造高温部件和化学反应容 器等。
03 非金属材料
混凝土
混凝土是一种常用的建 筑材料，由水泥、水、 骨料（沙、石）和其他 添加剂混合而成。
混凝土具有良好的抗压 性能，但抗拉强度较低 。
03
钢铁的耐腐蚀性较差，容易生锈，因此需要进行防锈处 理。
铜和铝
铜和铝是另一种常见的金属材料 ，具有良好的导电性和导热性。
铜常用于制造电线、电缆、水管 等，而铝则广泛应用于航空、建
筑和包装等领域。
铜和铝的密度较小，轻便且易于 加工，但强度和硬度相对较低。
其他金属材料
01
02
03
不锈钢
不锈钢是一种具有高度耐 腐蚀性的合金钢，广泛用 于化工、食品、医疗等领 域。
防火性能
材料的燃烧性能以及燃烧时释放的烟雾和有毒气体的量。对于 高层建筑、化工设施等，防火性能是关键的安全考量因素。
无毒与环保性
材料在使用和处置过程中对环境和人体健康的影响。例如 ，室内装修材料应尽量选择低甲醛或无甲醛的产品。
机械性能
材料的强度、韧性、耐磨性等机械性能，决定了材料在不同环境 和使用条件下的安全性。例如，汽车外壳需要具备足够的强度和
材料的循环利用
资源回收
01
将废旧材料进行回收，提取其中有价值的成分，减少对自然资
源的开采。
再生利用
02
将废旧材料经过处理后，重新加工成新的产品，降低生产成本
。
绿色建筑材料
03
采用环保、低能耗、可再生的建筑材料，减少对环境的负担。
智能材料的应用
自适应材料
能够根据环境变化自动调整性能的材料，如智能传感器、自适应 涂层等。
工程材料概论PPT课件
容量
特点
容量小，主要是文本文件
的存储。
驱动器兼容CD光盘，光盘
价低，用量高速增长。
1.44 Mb
多元合金和以ZnS等
CD－RW 为主的陶瓷材料
650 Mb
TbFeCo合金磁光材
MO
料
(磁光盘)
需用专用驱动器，价格高，
局限在广告、图形用户。
650Mb
1.3G
多元合金和以ZnS等 单面单层为4.7驱动器兼容CD－RW和CD
➢工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金
属晶体材料。
➢工业上把金属和其合金分为两大部分
（1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)；
（2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
h
9
(2)高分子材料
✓高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。
✓它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝
h
19
陶器与瓷器的发明和使用
瓷器——中国文化的象征
新石器时代(公元前6000年～公元前5000
年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分
为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃
)文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波
纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储
器皿等。
中国是最早生产瓷器的国家。
➢东汉时期发明了瓷器。
作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件
或物品的人造物质
1 资源
物质≠材料
材料
的
判据
2 能源
3 环保
4 质量
h
5 经济
4
材料的定义与分类
人类已经发现的材料：“800 ”万种
特点
容量小，主要是文本文件
的存储。
驱动器兼容CD光盘，光盘
价低，用量高速增长。
1.44 Mb
多元合金和以ZnS等
CD－RW 为主的陶瓷材料
650 Mb
TbFeCo合金磁光材
MO
料
(磁光盘)
需用专用驱动器，价格高，
局限在广告、图形用户。
650Mb
1.3G
多元合金和以ZnS等 单面单层为4.7驱动器兼容CD－RW和CD
➢工程应用的金属材料，原子间的结合键基本上为金属键，为金
属晶体材料。
➢工业上把金属和其合金分为两大部分
（1）黑色金属 铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)；
（2）有色金属 黑色金属以外的所有金属及其合金。
h
9
(2)高分子材料
✓高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。
✓它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝
h
19
陶器与瓷器的发明和使用
瓷器——中国文化的象征
新石器时代(公元前6000年～公元前5000
年)，中华民族的先人们用粘土(主要成分
为SiO2，Al2O3)烧制成陶器。马家窑(甘肃
)文化时期的陶器表面彩绘有条带纹、波
纹和舞蹈纹等，制品有炊具、食具、盛储
器皿等。
中国是最早生产瓷器的国家。
➢东汉时期发明了瓷器。
作为材料科学研究对象的材料则主要是那些制造器件
或物品的人造物质
1 资源
物质≠材料
材料
的
判据
2 能源
3 环保
4 质量
h
5 经济
4
材料的定义与分类
人类已经发现的材料：“800 ”万种
《工程材料实例》课件
铝合金材料
总结词
铝合金材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特 点，被广泛应用于航空、航天、建筑和汽车 等领域。
详细描述
铝合金材料密度低，质量轻，同时具有较高 的强度和刚度，能够替代部分钢铁材料用于 承受较大载荷的场合。铝合金还具有良好的 耐腐蚀性，不易生锈，使用寿命长。此外， 铝合金加工性能优良，易于进行切割、焊接 和弯曲等加工操作。
端产品的理想选择。
铜合金材料
总结词
铜合金材料具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和加工性能等特点，被广泛应用于电 气、电子、化工等领域。
详细描述
铜合金材料具有良好的导电性和导热性，能够满足电气和电子设备的需求。同时，铜合 金材料还具有良好的耐腐蚀性和加工性能，可以进行焊接、弯曲、切割等加工操作。在
化工领域，铜合金材料能够抵抗各种化学介质的腐蚀，保证设备的长期稳定运行。
陶瓷的优缺点
陶瓷具有高硬度、高耐磨性等优点， 但也存在脆性大、韧性差等缺点。
陶瓷的未来发展
随着科技的发展，陶瓷材料的复合化 、智能化和多功能化成为未来发展的 趋势。
玻璃材料
玻璃材料概述
玻璃是一种无机非金属材料，具有良好 的光学性能、化学稳定性和电绝缘性能
等特点。
玻璃的优缺点
玻璃具有良好的光学性能和化学稳定 性，但也存在易碎、加工困难等缺点
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
碳纤维复合材料的生产工艺主要 包括热压成型、缠绕成型、拉挤
成型等。
树脂基复合材料
树脂基复合材料是由有机高分子树脂和有机高分子材料复合而成的材料，其具有轻 质、高强、绝缘等特点。
在建筑、电Байду номын сангаас、汽车等领域得到广泛应用，如建筑模板、电路板、汽车内饰等。
《工程材料》材料的结构与性能 ppt课件
原子排列情况相同而在空间位向不同 的晶向组成晶向族。
晶向族用尖括号表示, 即<uvw>。
如: <100> = [100] + [010] + [001]
ppt课件
26
在立方晶系中, 一个晶面指数与一 个晶向指数数值和符号相同时, 则该晶 面与该晶向互相垂直。
如：(111)⊥[111]。
晶面与晶向互相垂直
1. 金属晶体具有确定的熔点 纯金属缓慢加热到一定温度, 固态金属熔化 成为液态金属。熔化过程中温度不变。
熔化温度(T0)称为熔点。
非晶体材料在加 热时, 固态转变为 液态时, 温度变化。
晶体和非晶体的熔化曲线
ppt课件
32
2. 金属晶体具有各向异性
在晶体中, 不同晶面和晶向上原子排列的 方式和密度不同，它们之间的结合力的大小 也不相同，因而金属晶体不同方向上的性能 不同。这种性质叫做晶体的各向异性。
晶胞
老师提示 不同元素组成的金属晶体因晶格形
式及晶格常数的不同，表现出不同的物理、
化学和力学性能。金属的晶体结构可用X射线
结构分析技术进行测定。
ppt课件
5
一、三种常见的金属晶体结构
☆ 老师提示：重点内容
1. 体心立方晶格(胞) ( BCC 晶格)
8个原子处于立方体的角上，1个原子处于立 方体的中心, 角上8个原子与中心原子紧靠。
式中：ρ 为位错密度, 单位为m-2， ΣL 为位错线总长度, 单位为m, V为体积, 单位为m3。
ppt课件
41
位错对性能的影响： ●金属为理想晶体或含极少量位错时, 金属
的屈服强度σs 很高。
●当含有一定量的位错时, 强度降低。 ●退火金属中位错密度为 106～8 cm-2 ，强 度最低。
晶向族用尖括号表示, 即<uvw>。
如: <100> = [100] + [010] + [001]
ppt课件
26
在立方晶系中, 一个晶面指数与一 个晶向指数数值和符号相同时, 则该晶 面与该晶向互相垂直。
如：(111)⊥[111]。
晶面与晶向互相垂直
1. 金属晶体具有确定的熔点 纯金属缓慢加热到一定温度, 固态金属熔化 成为液态金属。熔化过程中温度不变。
熔化温度(T0)称为熔点。
非晶体材料在加 热时, 固态转变为 液态时, 温度变化。
晶体和非晶体的熔化曲线
ppt课件
32
2. 金属晶体具有各向异性
在晶体中, 不同晶面和晶向上原子排列的 方式和密度不同，它们之间的结合力的大小 也不相同，因而金属晶体不同方向上的性能 不同。这种性质叫做晶体的各向异性。
晶胞
老师提示 不同元素组成的金属晶体因晶格形
式及晶格常数的不同，表现出不同的物理、
化学和力学性能。金属的晶体结构可用X射线
结构分析技术进行测定。
ppt课件
5
一、三种常见的金属晶体结构
☆ 老师提示：重点内容
1. 体心立方晶格(胞) ( BCC 晶格)
8个原子处于立方体的角上，1个原子处于立 方体的中心, 角上8个原子与中心原子紧靠。
式中：ρ 为位错密度, 单位为m-2， ΣL 为位错线总长度, 单位为m, V为体积, 单位为m3。
ppt课件
41
位错对性能的影响： ●金属为理想晶体或含极少量位错时, 金属
的屈服强度σs 很高。
●当含有一定量的位错时, 强度降低。 ●退火金属中位错密度为 106～8 cm-2 ，强 度最低。
工程材料课堂课件
22
六、冲击韧性 (notch toughness)
－材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
试样冲断时所消耗的冲击功A k为: Ak = mgH – mgh (J)
冲击韧性值ak 就是试样缺口处单位 截面积上所消耗的冲击功。
AK
a k=
(J/cm²)
S0
ak值低－脆性材料：断裂时无明显变
形，金属光泽，呈结晶状。
28
5 Titanic沉没原因
Titanic ——含硫高的钢 板，韧性很差，特别是在 低温呈脆性。所以，冲击 试样是典型的脆性断口。 近代船用钢板的冲击试样 则具有相当好的韧性。
－－该科学研究回答了80年未解之谜。
Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 29
八、工程材料的其它性能 （自学）
2．阶段II（bcd段）―屈服 变形 c: 屈服点 Ps
拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静 载拉伸曲线屈服现象：Biblioteka 属材料开始产生明显塑性变形的标志。 8
3．阶段III（dB段）―均匀 塑性变形阶段
B: Pb 材料所能承受的 最大载荷
4．阶段IV (BK段) ―局部 集中塑性变形
颈缩
拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向 静载拉伸曲线
10
二、材料的强度(strength)
――材料所能承受的极限应力. 物理意义:材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 抗拉强度、 抗压强度、抗弯强度 、 抗剪强度 、 抗扭强 度等。
公式：σ=P/Fo 单位： MPa(MN/mm2)
11
1．屈服强度σs (yield strength)和条件屈服强度σ0.02
比例极限：σp=Pp/Fo，应力―应变保持线性关系的极限应力值； 弹性极限：σe=Pe/Fo，不产生永久变形的最大抗力。 工程上，σp、σe视为同一值，通常也可用σ0.01
六、冲击韧性 (notch toughness)
－材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
试样冲断时所消耗的冲击功A k为: Ak = mgH – mgh (J)
冲击韧性值ak 就是试样缺口处单位 截面积上所消耗的冲击功。
AK
a k=
(J/cm²)
S0
ak值低－脆性材料：断裂时无明显变
形，金属光泽，呈结晶状。
28
5 Titanic沉没原因
Titanic ——含硫高的钢 板，韧性很差，特别是在 低温呈脆性。所以，冲击 试样是典型的脆性断口。 近代船用钢板的冲击试样 则具有相当好的韧性。
－－该科学研究回答了80年未解之谜。
Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 29
八、工程材料的其它性能 （自学）
2．阶段II（bcd段）―屈服 变形 c: 屈服点 Ps
拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静 载拉伸曲线屈服现象：Biblioteka 属材料开始产生明显塑性变形的标志。 8
3．阶段III（dB段）―均匀 塑性变形阶段
B: Pb 材料所能承受的 最大载荷
4．阶段IV (BK段) ―局部 集中塑性变形
颈缩
拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向 静载拉伸曲线
10
二、材料的强度(strength)
――材料所能承受的极限应力. 物理意义:材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 抗拉强度、 抗压强度、抗弯强度 、 抗剪强度 、 抗扭强 度等。
公式：σ=P/Fo 单位： MPa(MN/mm2)
11
1．屈服强度σs (yield strength)和条件屈服强度σ0.02
比例极限：σp=Pp/Fo，应力―应变保持线性关系的极限应力值； 弹性极限：σe=Pe/Fo，不产生永久变形的最大抗力。 工程上，σp、σe视为同一值，通常也可用σ0.01
第1章 工程材料
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1.1 金属材料的力学性能
3.维氏硬度及显微硬度 1)维氏硬度试验原理 维氏硬度的试验原理与布氏硬度的相同.也是根据压痕单位面 积所承受的载荷来计算硬度值。所不同的是.维氏硬度试验的 压头不是球体.而是两相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚 石. 压头在载荷F(kg)的作用下.保持一定时间后卸除载荷.将 在试样表面压出一个正四棱锥形的压痕.测量出试样表面压痕 对角线长度d(mm)用以计算硬度值。维氏硬度和压痕表面 积除载荷的商成比例.
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1.1 金属材料的力学性能
2)应用及优缺点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头.因而所得压痕面积 较大。压痕面积大的一个优点是其硬度值能反映金属材料在 较大范围内各组成相的平均性能.而不受个别组成相及微小不 均匀性的影响。因此.布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、 轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度。压痕 较大的另一个优点是试验数据稳定.重复性好。布氏硬度试验 的缺点是对不同金属材料需要更换不同直径的压头和改变载 荷.压痕直径的测量也较麻烦.因而用于自动检测时受到限制; 当压痕较大时不宜在成品上进行试验。
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1.1 金属材料的力学性能
1.1.4冲击韧性与疲劳强度
1.冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。 1)冲击试验的原理 冲击韧性通常采用摆锤式冲击试验机测定。测定时一般是将 带缺日的标准冲击试样放在试验机上.然后用摆锤将其一次冲 断.并以试样缺口处单位截面积上所吸收的冲击功表示其冲击 韧性。
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1.1 金属材料的力学性能
4.里氏硬度 里氏硬度是一种动载荷试验方法。其基本原理是用规定质量 的冲击体(碳化钨球冲头)在弹力作用下以一定速度冲击试样 表面.用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度vR与冲击、速 度vA的比值计算硬度值。 里氏硬度试验法有其独特的优点.它主要用于大型金属产品及 部件的硬度检验.特别适用于其他硬度计难以胜任的、不易移 动的大型工件和不易拆卸的大型部件及构件的硬度检验。其 缺点是试验结果的准确性受人为因索影响较大.硬度测量精度 较低。
1.1 金属材料的力学性能
3.维氏硬度及显微硬度 1)维氏硬度试验原理 维氏硬度的试验原理与布氏硬度的相同.也是根据压痕单位面 积所承受的载荷来计算硬度值。所不同的是.维氏硬度试验的 压头不是球体.而是两相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚 石. 压头在载荷F(kg)的作用下.保持一定时间后卸除载荷.将 在试样表面压出一个正四棱锥形的压痕.测量出试样表面压痕 对角线长度d(mm)用以计算硬度值。维氏硬度和压痕表面 积除载荷的商成比例.
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1.1 金属材料的力学性能
2)应用及优缺点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头.因而所得压痕面积 较大。压痕面积大的一个优点是其硬度值能反映金属材料在 较大范围内各组成相的平均性能.而不受个别组成相及微小不 均匀性的影响。因此.布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、 轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度。压痕 较大的另一个优点是试验数据稳定.重复性好。布氏硬度试验 的缺点是对不同金属材料需要更换不同直径的压头和改变载 荷.压痕直径的测量也较麻烦.因而用于自动检测时受到限制; 当压痕较大时不宜在成品上进行试验。
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1.1 金属材料的力学性能
1.1.4冲击韧性与疲劳强度
1.冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。 1)冲击试验的原理 冲击韧性通常采用摆锤式冲击试验机测定。测定时一般是将 带缺日的标准冲击试样放在试验机上.然后用摆锤将其一次冲 断.并以试样缺口处单位截面积上所吸收的冲击功表示其冲击 韧性。
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1.1 金属材料的力学性能
4.里氏硬度 里氏硬度是一种动载荷试验方法。其基本原理是用规定质量 的冲击体(碳化钨球冲头)在弹力作用下以一定速度冲击试样 表面.用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度vR与冲击、速 度vA的比值计算硬度值。 里氏硬度试验法有其独特的优点.它主要用于大型金属产品及 部件的硬度检验.特别适用于其他硬度计难以胜任的、不易移 动的大型工件和不易拆卸的大型部件及构件的硬度检验。其 缺点是试验结果的准确性受人为因索影响较大.硬度测量精度 较低。
工程材料72页PPT
铁素体变形80% 650℃加热 670℃加热
再结晶也是一个晶核形成 和长大的过程，但不是相 变过程，再结晶前后新旧 晶粒的晶格类型和成分完 全相同。
SEM-再结晶晶粒在原 变形组织晶界上形核
TEM-再结晶晶粒形核 于高密度位错基体上
冷变形奥氏体不锈钢 加热时的再结晶形核
由于再结晶后组织的复 原，因而金属的强度、 硬度下降，塑性、韧性 提高，加工硬化消失。
晶粒的长大是通过晶界迁移进行的，是大晶粒吞并 小晶粒的过程。晶粒粗大会使金属的强度，尤其是 塑性和韧性降低 。
原子穿过 晶界扩散
晶界迁 移方向
黄铜再结晶和晶粒长大各个阶段的金相照片
冷变形量为38％的组织 580ºC保温3秒后的组织 580ºC保温4秒后的组织 580ºC保温8秒后的组织 580ºC保温15分后的组织 70的导磁率。
轧制铝板的“制耳”现象
二、加工硬化 随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑
性、韧性下降的现象称加工硬化。
屈服强度，MPa 伸长率， %
1040钢(0.4%C)
黄铜 铜
冷塑性变形量，%
黄铜
1040钢 (0.4%C)
铜
冷塑性变形量，%
冷塑性变形与性能关系
产生加工硬化的原因是: 1、随变形量增加, 位错
处理，以消除或降低内应力。
第四节 回复与再结晶
一、冷变形金属在加热时的组织和性能变化 金属经冷变形后, 组织处于不稳定状态, 有自发恢复
到稳定状态的倾向。但在常温下，原子扩散能力小, 不稳定状态可长时间维持。加热可使原子扩散能力 增加，金属将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。
黄 铜
加热温度 ℃
二、再结晶温度
工程材料第3版教学课件ppt作者崔占全第三章金属材料
某些性能，在碳钢基础上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合金。
钢低合金钢合金钢刃具钢模具钢量具钢工 具 钢不锈钢耐热钢耐磨钢特 殊 性能 钢挤压模具低合金钢中合金钢合金钢高合金钢≤0.025特级优质钢≤0.030高级优质钢≤0.035优 质 钢≤0.045普通质量钢P平炉炼钢平炉钢转炉钢电炉钢按 炉 别 分齿轮齿轮具刀采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母含量依次下降，质量提高。
●脱氧方法符号: 沸腾钢镇静钢—Z；半镇静钢特殊镇静钢—TZ。
●如碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ板钢*说明：通常情况下，屈服强度值小300MPa时为碳素结构钢，大于300MPa时为低合金高强度钢。
热连轧钢板齿方钢轮加工钢带08F 、10b 。
●③ 高级优质钢在钢号后加字母A ，如20A 。
(0.8%C)。
●*说明：碳素工具钢都是优质以上质量的。
高级优质钢在钢号后加“A”，如T8A。
丝锥锉刀4. 合金结构钢●该类钢的牌号由“数字+元素+数字”三部分组成。
●前两位数字表示平均碳含量的万分之几●合金元素以汉字或化学元素符号表示●是百分之几*高速钢不标含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含** 含铬量小于1%时，在含铬量(以千分之一为单位数字“0”，如Cr06铣刀1.5%。
●渗碳轴承钢牌号的表示方法与合金结构钢相同，仅在牌号头部加字母“G”，“G20CrNiMo”。
……涡轮叶片铸钢件2.5吨大齿轮铸件●工艺性能以可焊性、淬透性为主。
●合金结构钢除少量为中高合金钢外，都是低合金钢.铜陵长江公路大桥热轧钢板铆接、黄河小浪底枢纽工程螺纹钢螺纹钢理：不进行专门热处理，热轧空冷态下使用。
用状态下组织：F+P圆钢冷成型性能2、化学成分特点●⑴低碳：≤0.2%C ●⑵合金元素：主要是低合金高强钢合金元素细化晶粒作用数热轧空冷后使用少数可用正火+高温回火处理。
●4、钢种、牌号与用途：南京长江大桥的压力容器。
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四.结晶的一般规律
形核 长大
四.结晶的一般规律: 形核、长大。
1.晶核的形成
在一定的过冷度下,当F体≥F表时,晶
核就形成。 晶核形成的形式:
*自发形核 △T = 200℃ *非自发形核 △T = 20℃
2.晶核的长大方式—树枝状
2.晶核的长大方式—树枝状
金 属 的 树 枝 晶
金 属 的 树 枝 晶
工程材料 机械制造基础 -Ⅰ
第三章 纯金属的结晶
第三章 纯金属的结晶 ( Crystal of Simple Metal )
凝固与结晶的概念 结晶的现象与规律 同素异晶(构)转变
第一节 凝固与结晶的概念
1.凝固 ( coagulation ) 物质由液态转变成固态的过程。
2.结晶 ( crystal ) *晶体物质由液态转变成固态的过程。
第三节 金属的同素异晶转变
纯铁的同素异晶( allomorph )转变 反应式:
δ - Fe 1394 °Cγ - Fe 912 °C α - Fe
bcc
fcc
bcc
纯铁的冷却曲线
1600
温 度
1500 1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700 600 500
1534℃
1394℃ δ - Fe γ - Fe
ΔT = T0 – Tn 过冷是结晶的必要条件。
三. 结晶的能量条件及结构条件
1.金属结晶的能量条件: F=U–ST
F – 物体的自由能 U – 物体的内能 S–熵 T – 温度 K
F / T =-S
F
ΔF
液相
固相
ΔT
Tn To TL
T
2.金属结晶的结构条件
近程有序结构
远程有序结构
结晶
结构起伏
912℃
α - Fe
时间
本章的作业
P 25 1. 中的原子由近程有序排列向远 程有序排列的过程。
第二节 结晶的现象与规律
一.结晶的一般过程
微小 晶核
长大
晶体
二.结晶的过冷现象
1.纯金属结晶时的冷却曲线
温 度
理论冷却曲线
结晶平台(是由结晶潜热导致)
To
Tn
实际冷却曲线
时间
2. 过冷现象与过冷度
过冷现象 ( supercooling ) 过冷度 ( degree of supercooling )
金
冰
属
的
的
树
树
枝
枝
晶
晶
3.影响晶核的形核率和 晶体长大率的因素
❖过冷度的影响
❖未熔杂质的影响
1)过冷度的影响
1)过冷度的影响
2)未熔杂质的影响 *自发形核 △T = 200℃ *非自发形核 △T = 20℃
五.细化晶粒的途径
❖提高冷却速度
V冷
△T
N
晶粒细小
❖变质处理
❖机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。