材料成型基本原理_第三章

1、1l凝固：物質從液態(tài)到固態(tài)的轉變過程。凝固：物質從液態(tài)到固態(tài)的轉變過程。 l 若凝固后的物質為晶體，則稱之若凝固后的物質為晶體，則稱之l 為結晶。為結晶。l凝固過程影響后續(xù)工藝性能、使用性能凝固過程影響后續(xù)工藝性能、使用性能和壽命。和壽命。l凝固是相變過程，可為其它相變的研究凝固是相變過程，可為其它相變的研究提供基礎。提供基礎。21 液態(tài)材料的結構液態(tài)材料的結構 結構：長程無序而短程有序。結構：長程無序而短程有序。 特點（與固態(tài)相比）：原子間距較大、原子配位數較特點（與固態(tài)相比）：原子間距較大、原子配位數較小、原子排列較混亂。小、原子排列較混亂。32 過冷現象過冷現象 supercooling

2、supercooling （1）過冷：液態(tài)材料在理論結晶溫度以下仍保持液態(tài)的現象。）過冷：液態(tài)材料在理論結晶溫度以下仍保持液態(tài)的現象。（2）過冷度：液體材料的理論結晶溫度）過冷度：液體材料的理論結晶溫度(Tm) 與其實際溫度之差。與其實際溫度之差。 T=Tm-T (見冷卻曲線見冷卻曲線) 注注: 過冷是凝固的必要條件過冷是凝固的必要條件 (凝固過程總是在一定的過冷度下進行凝固過程總是在一定的過冷度下進行)。 43 結晶過程結晶過程（1）結晶的基本過程：）結晶的基本過程：形核長大形核長大。（見示意圖）。（見示意圖）（2）描述結晶進程的兩個參數）描述結晶進程的兩個參數形核率形核率：單位時間、單位體

3、積液體中形成的晶核數量。用：單位時間、單位體積液體中形成的晶核數量。用N表示。表示。長大速度長大速度：晶核生長過程中，液固界面在垂直界面方向上單位時間：晶核生長過程中，液固界面在垂直界面方向上單位時間 內遷移的距離。用內遷移的距離。用G表示。表示。51 熱力學條件熱力學條件（1）G-T曲線曲線 a 是下降曲線：由是下降曲線：由G-T函數的一次導數（負）確定。函數的一次導數（負）確定。 dG/dT=-S b 是上凸曲線：由二次導數（負）確定。是上凸曲線：由二次導數（負）確定。 d2G/d2T=-Cp/T c 液相曲線斜率大于固相：液相曲線斜率大于固相： 由一次導數大小確定。由一次導數大小確定。 二曲線相交于一點，即材料的熔點。二曲線相交于一點，即材料的熔點。61 熱力學條件熱力學條件（2）熱力學條件）熱力學條件 Gv=LmT/Tm a T0, Gv0時時, Gk非非T2T1)29本章小結與習題討論課4 液態(tài)金屬凝固時需要過冷，那么固態(tài)金屬熔化時是否需要過熱？液態(tài)金屬凝固時需要過冷，那么固態(tài)金屬熔化時是否需要過熱？ 為什么？為什么？5 假設凝固時的臨界晶核為立方體形狀，求臨界形核功。分析在同樣過假設凝固時的臨界晶核為立方體形狀，求臨界形核功。