金属的结晶、变形与再金属的结晶、变形与再结晶结晶第第33章章3.1金属的结晶及铸件晶粒大小控制3.1.1冷却曲线及结晶一般过程3.1.2同素异构转变3.2塑性变形与再结晶3.2.1塑性变形方式及机制3.2.2塑性变形对金属组织与性能的影响3.2.3变形金属加热时的组织与性能2.3金属的热加工3.3.1热加工与冷加工的区别3.3.2热加工时组织和性能的变化教学内容3.1金属的结晶及铸件晶粒大小控制凝固金属由液态转变为固态的过程。结晶结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。3.1.1冷却曲线及结晶一般过程一、冷却曲线Tm纯金属的冷却曲线时间温度理论冷却曲线实际冷却曲线Tn结晶平台(是由结晶潜热导致)△T过冷度二、过冷现象（1）过冷：金属的实际结晶温度总是低于其理论结晶温度的现象。（2）过冷度：金属材料的理论结晶温度(Tm)与其实际结晶温度Tn之差△T=Tm-Tn注：过冷是结晶的必要条件，结晶过程总是在一定的过冷度下进行。液态金属形核晶核长大完全结晶三、金属结晶的一般过程金属的结晶过程是由形核和晶核长大两个基本过程所组成。（1）形核形核方式有两种：均匀形核和非均匀形核。均匀形核即晶核在液态金属中均匀的形成；非均匀形核即晶核在液态金属中非均匀的形成。实际生产中，金属中存在杂质并且凝固过程在容器或铸型中进行，这样，形核将优先在某些固态杂质表面及容器或铸型内壁进行，这就是非均匀形核。非均匀形核所需过冷度显著小于均匀形核，实际金属的凝固形核基本上都属于非均匀形核。（2）长大1）平面长大。在正温度梯度（过冷度随着离液/固界面的距离增加而减小）的情况下，金属晶体主要以其表面向前平行推移的方式长大。2）树枝状长大。在负温度梯度的情况下，金属晶体往往以树枝状的形状长大。•实际金属的结晶主要以树枝状长大。•这是由于存在负温度梯度，且晶核棱角处的散热条件好，生长快，先形成一次轴，一次轴又会产生二次轴…，树枝间最后被填充。金属的树枝晶金属的树枝晶金属的树枝晶冰的树枝晶树枝状结晶四、晶粒大小表示晶粒大小的尺度叫晶粒度。工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分八级，一级最粗，八级最细。通过100倍显微镜下的晶粒大小与标准图对照来评级。常温下，金属晶粒越细小，晶界面积越大，它的强度、硬度越高；对外应力的分散使塑性和韧性提高，即细晶强化。晶粒细化:晶粒的大小取决于晶核的形成速度和长大速度。单位时间、单位体积内形成的晶核数目叫形核率(N)。单...
