第二章液态金属的结构和固态相变
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第二章纯金属的结晶(一) 填空题1.金属结晶两个密切联系的基本过程是形核和长大2 在金属学中,通常把金属从液态向固态的转变称为凝固,通常把金属从一种结构的固态向另一种结构的固态的转变称为固态相变。
3.当对金属液体进行变质处理时,变质剂的作用是变质剂的作用在于增加晶核的数量或者阻碍晶核长大。
钢中常用的变质剂为V,Ti,Al。
变质处理常用于大铸件,实际效果较好。
4.铸锭和铸件的区别是。
铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的。
凝固之后,这些锭(或棒料、板坯或方坯,根据容器而定)被进一步机械加工成多种新的形状。
用铸造方法获得的金属物件,即把熔炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
5.液态金属结晶时,获得细晶粒组织的主要方法是控制过冷度、变质处理、振动、搅动6.金属冷却时的结晶过程是一个放热过程。
7.液态金属的结构特点为短程有序。
8.如果其他条件相同,则金属模浇注的铸件晶粒比砂模浇注的细,高温浇注的铸件晶粒比低温浇注的粗,采用振动浇注的铸件晶粒比不采用振动的细,薄铸件的晶粒比厚铸件细。
9.过冷度是金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。
一般金属结晶时,过冷度越大,则晶粒越细。
(二) 判断题1 凡是由液态金属冷却结晶的过程都可分为两个阶段。
即先形核,形核停止以后,便发生长大,使晶粒充满整个容积。
N2.凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
N3.近代研究表明:液态金属的结构与固态金属比较接近,而与气态相差较远。
( Y ) 4.金属由液态转变成固态的过程,是由近程有序排列向远程有序排列转变的过程。
( N ) 金属玻璃---如果液体金属急速地降温,获得极大过冷度,以至没有形核就将温到原子扩散难以进行的温度,得到固体金属,它的原子排列状况与液态金属相似,这种材料称为非晶态金属,又称金属玻璃。
5.当纯金属结晶时,形核率随过冷度的增加而不断增加。
金属的相变行为从液态到固态的转变金属是一种常见的材料,具有良好的导电性和导热性,因此被广泛应用于工业生产和日常生活中。
然而,金属在不同温度下会出现相变现象,其中从液态到固态的转变是最常见的相变行为之一。
本文将探讨金属从液态到固态转变的过程以及相关的因素。
一、凝固过程金属从液态到固态的转变被称为凝固,这是因为在此过程中,金属的原子或离子聚集在一起形成结晶体。
凝固过程可以分为三个阶段:液态阶段、凝胶阶段和固态阶段。
在液态阶段,金属原子或离子呈无序排列,并具有较高的动能。
当金属温度下降到一定程度时,原子或离子开始逐渐接近,并逐渐形成有序的结构。
在凝胶阶段,金属原子或离子的排列变得更加有序,结晶核形成并逐渐生长。
最后,在固态阶段,金属原子或离子完全有序地排列形成晶体结构。
二、凝固的影响因素金属从液态到固态的凝固过程受到多种因素的影响,其中最主要的因素是温度、压力和成分。
1. 温度:温度是金属凝固的关键因素之一。
一般来说,金属的凝固温度是指金属从液态向固态转变的温度,称为凝固点。
不同金属具有不同的凝固点,例如,铅的凝固点约为327摄氏度,而铁的凝固点约为1538摄氏度。
凝固点的升高或降低可能是由于杂质的存在或添加了其他元素。
2. 压力:压力对金属凝固的影响不如温度显著。
然而,在高压下,金属原子或离子更容易接触和聚集,因此凝固速度可能会加快。
此外,压力的变化也可能导致凝固点的变化。
3. 成分:金属合金的凝固行为比纯金属更加复杂。
合金中不同元素的含量会影响凝固点和凝固过程。
例如,铜和锌的合金黄铜的凝固点会随着铅含量的增加而降低。
三、实际应用金属的相变行为从液态到固态的转变在实际应用中具有重要意义。
1. 铸造工艺:在金属加工中,铸造是一种常见的制造工艺,它涉及到将液态金属倾注入模具中,并通过凝固使其变成固态。
凝固的过程可以控制金属的形状和结构,从而得到所需的产品。
2. 金属合金制备:金属合金是由两种或更多金属元素组成的材料。