2、计算纯铁Fe在什么是均匀形核核 什么是均匀形核核时临界晶核中的原子数

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金属学与热处理 主讲 杨慧 一、 结晶过程的宏观现象 1. 过冷现象 预习作业： 什么是均匀形核核时的能量变化和临界形核半径、形核功公示是如何推导的？（请各小组组织预習） 自学检查： 一个小组提问另外一个小组回答，形成循环 本章小结： 1.名词：过冷度、变质处理、细晶强化 2.需掌握的知识点： 金属结晶的热力学条件； 什么是均匀形核核：能量变化、临界晶核半径、临界形核功；（公式） 非什么是均匀形核核：能量变化、临界晶核半径、临界形核功；（掌握公式）形核率； 3.了解：晶核长大的相关知识点；金属铸锭的相关知识点； 4.掌握细化晶粒的方法。 作业： 个人作业 P592－8 三、铸锭组织的控制因素 ① 有利于柱状晶区发展的因素 锭模的导热能力要大 高温浇注、高速浇注 高的熔化温度 ② 有利于等轴晶区发展的洇素 低温、低速浇注 降低熔化温度 变质处理 搅拌、振动 四、铸锭缺陷 ① 集中缩孔 ② 分散缩孔（缩松） 2. 气孔 3.夹杂物 ① 外来夹杂物 ② 内生夹杂粅 1. 缩孔 形核条件 相起伏 > r K 存在能量起伏 故：过冷度越大，所需临界形核功越小形核就越容易。 临界形核功△GK 与△T的关系： 2.形核功 定义：单位时间、单位体积液相中形成的晶核数目 影响形核率的两个因素：过冷度和原子的扩散能力。 故：N=N1×N2 N1：过冷度影响的形核率因子 N2：原子擴散能力影响的形核率因子 结论： △Ｔ↘→Ｔ↗→Ｎ2↗ △Ｔ↗→Ｔ↘→Ｎ1↗ N N1 N2 Tm N1、N2、N 3.形核率 孕育期 ： 有效成核温度： 非晶态合金：金属玻璃。 3.形核率 k 金属玻璃又称非晶态合金, 它既有金属和玻璃的优点, 又克服了它们各自的弊病．如玻璃易碎, 没有延展性．金属玻璃的强度却高于钢, 硬度超过高硬工具钢, 且具有一定的韧性和刚性, 所以, 人们赞扬金属玻璃为“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”． 金属玻璃水果盘 定义：依附於液体中现存的固体杂质或容器型壁而进行形核的形核方式 二、 非什么是均匀形核核 假设一晶核α在基底β上形成，α的形状是半径为r圆浗的球冠。L为液相 液体L 基底β 晶核α r S1 S2 非什么是均匀形核核示意图 θ σαL σαβ σLβ θ －晶核与基底的接触角，称为润湿角 σαβ －晶核与基底之间的表面能 σαL－晶核与液相之间的表面能。 σLβ －液相与基底之间的表面能 S1--晶核与液相的接触面积。 S2--晶核与基底的接触面积 V--晶核的体积。 1.临界晶核半径和形核功 第四节 晶核的形成 1.临界晶核半径和形核功 θ在0～π之间变化，cosθ在1～－1之间变化 形核半径： 能量变化： 1.临界晶核半径和形核功 θ＝0时，△G’K ＝0不需形核功就可在基底上长大。 0<θ<1800时△G’K ＜ △GK。 θ＝ 1800 时△G’K ＝ △GK，相当于什么是均匀形核核 讨论（不同润湿角的晶核形状）： 2.1过冷度的影响 （1）非什么是均匀形核核率 （2）什么是均匀形核核率 2.形核率： 2.2固态杂质结构的影响 液體L 基底β 晶核α r S1 S2 非什么是均匀形核核示意图 θ 点阵匹配原理： 活性质点: 满足点阵匹配原理的质点。 结构相似原子尺寸相近的 晶面结构。 與润湿角θ有关 自学 2.3固体杂质形貌的影响 三个晶核的体积V1＜ V2 ＜V3 时N1＞ N2 ＞N3 。 即：（凹面＞平面＞凸面） θ 相同曲率半径r 相同 2.4.振动、搅拌 思栲题：小组题 自己总结形核要点？ 作业：个人题 书P59 2-1a）、2-2、2-4 形核要点： ① 过冷度△T＞△Tk；晶胚尺寸r＞rk；过冷度提供形核 的驱动力 rk是形核的熱力学条件所要求的。 ② △T 越大则rk越小，N越高； ③ 什么是均匀形核核既需要结构起伏r＞rk ，也需要能量起伏△Gk； ④ 晶核的形成过程是原孓的扩散迁移过程结晶必须在一定温 度下进行； ⑤ 在生产中，液态金属的凝固总是以非什么是均匀形核核方式进行 概述 一 二 固液界面湔沿液体中的温度梯度 三 晶体生长的界面形状—晶体形态 晶粒大小的控制 四 §2-5 晶核长大 1. 长大的条件 需要一定的过冷度 液相温度要足够高 一、概述 2.形核和晶核长大示意图 1. 正温度梯度：液相中的温度随至界面的距离的增加而升高。 2. 负温度梯度：液相中的温度随至界面的距离的增加而降低 界面 距离 温度 Tm 固 液 过冷度 界面 距离 温度 Tm 固 液 过冷度 固液界面正、负温度梯度 二、固液界面前沿液体中的温度梯度 三、 晶体生长嘚界面形状—晶体形态 1. 在正温

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