鹽城金屬結(jié)晶的微觀

時間：2020-11-18作者：江蘇廣分技術(shù)有限公司瀏覽：90

1.金屬結(jié)晶的微觀現(xiàn)象

金屬是一種多晶體結(jié)構(gòu)，是由不同位向的晶粒所組成。晶粒結(jié)晶的形成過程大致如下（圖5-1）：

(1) 將液態(tài)金屬冷卻到熔點以下的某個溫度并保溫;

(2) 經(jīng)孕育期后, 從液態(tài)中先生長出**批晶核；

(3) 在原晶核不斷長大的同時，新的晶核也在產(chǎn)生；

(4) 晶核長大變成晶粒, 液態(tài)金屬的含量越來越少；

(5) 長大的晶粒彼此相遇；當(dāng)所有晶粒相遇時，液態(tài) 金屬耗盡，結(jié)晶完畢，從而變成了固態(tài)。

(1) (2) (3) (4)

圖5-1 金屬晶粒結(jié)晶過程示意圖

上述液態(tài)金屬結(jié)晶的**過程是成核和長大，且二者交替重疊。

由于各個晶粒隨機(jī)生成，晶粒的位向故各不相同。如果結(jié)晶過程中只有一個晶核并長大，則成為單晶體材料，比如渦輪葉片用單晶鎳基合金等。

2. 金屬結(jié)晶的宏觀現(xiàn)象

雖然無法直接觀察液態(tài)金屬結(jié)晶的微觀過程，但可以測定結(jié)晶過程中伴隨某些熱力學(xué)性質(zhì)的變化，如結(jié)晶釋放的自由焓ΔH、熔化熵ΔS等參數(shù)。這些熱力學(xué)參數(shù)成為研究金屬結(jié)晶過程的重要手段。

金屬開始結(jié)晶時的溫度總是**理論的結(jié)晶溫度，這種現(xiàn)象稱為過冷度ΔT（supercooling degree）。

過冷度越大，形核數(shù)目就越多，結(jié)晶后顆粒就越細(xì)小，材料的機(jī)械性能也就相應(yīng)越高。

因此，過冷度的控制將成為生產(chǎn)上控制鑄件晶粒大小的較重要的工藝。


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