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金屬學(xué)與熱處理知識匯總 發(fā)布時間:2020-09-24   瀏覽量:1670次

金屬學(xué)與熱處理匯總

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導(dǎo)讀:飯后、睡前、上廁所,一天三遍,保持最新鮮的狀態(tài)

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晶向指數(shù)[UVW],晶向族<uvw>;晶面指數(shù)(hkl),晶面族{hkl};六方晶系晶向指數(shù)[uvw]→u=(2U-V)/3,v=(2V-U)/3,t=-(u+v),w=W→[uvtw]


空間點陣和晶體點陣  為便于了解晶體中原子排列的規(guī)律性,通常將實體晶體結(jié)構(gòu)簡化為完整無缺的理想晶體。若將其中每個院子抽象為純幾何點,即可得到一個由無數(shù)幾何點組成的規(guī)整的陣列,稱為空間點陣,抽象出來的幾何點稱為陣點或結(jié)點。由此構(gòu)成的空間排列,稱為晶體點陣;與此相應(yīng),上述空間點陣稱為晶格。


熱過冷  純?nèi)珜僭谀虝r,其理論凝固溫度(Tm)不變,當液態(tài)金屬中的實際溫度低于Tm時,就引起過冷,這種過冷稱為熱過冷。


成分過冷  在固液界面前沿一定范圍內(nèi)的液相,其實際溫度低于平衡結(jié)晶溫度,出現(xiàn)了一個過冷區(qū)域,過冷度為平衡結(jié)晶溫度與實際溫度之差,這個過冷度是由于界面前沿液相中的成分差別引起的,稱為成分過冷。成分過冷能否產(chǎn)生及程度取決于液固界面前沿液體中的溶質(zhì)濃度分布和實際溫度分布這兩個因素。


動態(tài)過冷度  當界面溫度Ti<Tm,熔化速率<凝固速率時,晶核才能長大,這時的過冷度稱為動態(tài)過冷度。即只有液固界面取得動態(tài)過冷度,才能使晶核長大。


結(jié)構(gòu)起伏  液態(tài)金屬中大量不?!坝蝿印敝脑訄F簇不斷地分化組合,由于“能量起伏”,一部分金屬原子(離子)從某個團簇中分化出去,同時又會有另一些原子組合到該團簇中,此起彼伏,不斷發(fā)生著這樣的漲落過程,似乎原子團簇本身在“游動”一樣,團簇的尺寸及其內(nèi)部原子數(shù)量都隨時間和空間發(fā)生著改變的現(xiàn)象。


能量起伏  液態(tài)金屬中處于熱運動的原子能量有高有低,同一原子的能量也在隨時間不停地變化,時高時低的現(xiàn)象。


均勻形核  液相中各個區(qū)域出現(xiàn)新相晶核的幾率都是相同的,是液態(tài)金屬絕對純凈、無任何雜質(zhì),喝不喝型壁接觸,只是依靠液態(tài)金屬的能量變化,由晶胚直接生核的理想過程。臨界半徑

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非均勻形核  液態(tài)金屬中總是存在一些微小的固相雜質(zhì)點,并且液態(tài)金屬在凝固時還要和型壁相接觸,于是晶核就可以優(yōu)先依附于這些現(xiàn)成的固體表面上形成,需要的過冷度較小。臨界半徑

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非均勻形核的臨界球冠半徑與均勻形核的臨界半徑是相等的。


晶核長大的微觀結(jié)構(gòu):光滑界面和粗糙界面。


晶粒大小的控制  控制過冷度;變質(zhì)處理;振動、攪動。


表面細晶區(qū)的形成:當液態(tài)金屬澆入溫度較低的鑄型中時,型壁附近熔體由于受到強烈的激冷作用,產(chǎn)生很大的過冷度而大量非均質(zhì)生核。這些晶核在過冷熔體中也以枝晶方式生長,由于其結(jié)晶潛熱既可從型壁導(dǎo)出,也可向過冷熔體中散失,從而形成了無方向性的表面細等軸晶組織。


柱狀晶區(qū)的形成:在結(jié)晶過程中由于模壁溫度的升高,在結(jié)晶前沿形成適當?shù)倪^冷度,使表面細晶粒區(qū)繼續(xù)長大(也可能直接從型壁處長出),又由于固-液界面處單向的散熱條件(垂直于界面方向),處在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的單向熱流的作用下,以表面細等軸晶凝固層某些晶粒為基底,呈枝晶狀單向延伸生長,那些主干取向與熱流方向相平行的枝晶優(yōu)先向內(nèi)伸展并抑制相鄰枝晶的生長,在淘汰取向不利的晶體過程中,發(fā)展成柱狀晶組織。


中心等軸晶的形成:內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成是由于熔體內(nèi)部晶核自由生長的結(jié)果。隨著柱狀晶的發(fā)展,熔體溫度降到足夠低,再加之金屬中雜質(zhì)等因素的作用,滿足了形核時的過冷度要求,于是在整個液體中開始形核。同時由于散熱失去了方向性,晶體在各個方向上的長大速度是相等的,因此長成了等軸晶。


固溶體與金屬化合物的區(qū)別  固溶體晶體結(jié)構(gòu)與組成它的溶劑相同,而金屬化合物的晶體結(jié)構(gòu)與組成它的組元都不同,通常較復(fù)雜。固溶體相對來說塑韌性好,硬度較低,金屬化合物硬而脆。


影響置換固溶體溶解度的因素  原子尺寸因素;電負性因素;電子濃度因素;晶體結(jié)構(gòu)因素。


相律  相律 F=C-P+2  壓力為常數(shù)時F=C-P+1。F為平衡系統(tǒng)的自由度數(shù),C為平衡系統(tǒng)的組元數(shù),P為平衡系統(tǒng)的相數(shù)。他的含義是:在只受外界溫度和壓力影響的平衡系統(tǒng)中,它的自由度數(shù)等于系統(tǒng)的組元數(shù)和相數(shù)之差加上2。


杠桿定律  

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ωL=rb/ab ×100%


成分起伏  液相中總會有某些微笑體積可能偏離液相的平均成分,這些微小體積的成分、大小和位置都是在不斷地變化著,這就是成分起伏。


枝晶偏析  固溶體合金不平衡結(jié)晶的結(jié)果,使先后從液相中結(jié)晶出的固相成分不同,再加上冷速較快,不能使成分擴散均勻,結(jié)果就使每個晶粒內(nèi)部的化學(xué)成分很不均勻。先結(jié)晶的部分含高熔點組元較多,后結(jié)晶的部分含低熔點組元較多,在晶粒內(nèi)部存在著濃度差別,這種在一個晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象,稱為晶內(nèi)偏析,又稱枝晶偏析。


宏觀偏析  在材料宏觀范圍內(nèi)出現(xiàn)的成分不均勻偏析。


鐵素體與奧氏體  鐵素體是溶于α-Fe 中的間隙固溶體,為體心立方結(jié)構(gòu),常用符號F或α表示。奧氏體是碳溶于γ-Fe中的間隙固溶體,為面心立方結(jié)構(gòu),常用符號A或γ表示。碳溶于體心立方晶格δ-Fe 中的間隙固溶體,稱為δ鐵素體,以δ表示。奧氏體塑性很好,具有順磁性。


工業(yè)純鐵  含鐵量為ωC=99.8%~99.9%,塑性和韌性很好,但其強度很低。鐵碳相圖,你還記得嗎?(收藏版)


滲碳體  Fe3C,含碳量為ωC=6.69%,可用Cm表示,具有很高的硬度,但塑性差,低溫下具有一定的鐵磁性。


單相區(qū)——5個


相圖中有5個基本的相,相應(yīng)的有5個相區(qū):


液相區(qū)(L)——ABCD以上區(qū)域


δ固溶體區(qū)——AHNA


奧氏體區(qū)(γ)——NJESGN


鐵素體區(qū)(α)——GPQ(Fe3C)——DFK直線以左


滲碳體區(qū)


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