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《金属材料与热处理》导学案 主备人：栾义 审核人：栾义 编号：007爱让每一名学生都做得更好！1 §3.3 金属的结晶与同素异构转变【使用说明】1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完成导学案，小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。
2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。
3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔做好标记。
【学习目标】1、知识与技能：熟悉纯金属的结晶过程，掌握晶粒大小对金属材料性能的影响和纯铁的同素异构转变。
2、学习与方法：通过研读课本，积极讨论，踊跃展示，理解金属的结晶过程规律与金属材料的性能之间的密切关系。
3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。
【重点难点】细化晶粒纯铁的冷却曲线【自主学习】金属的结晶 重要级别：★★★★★晶粒大小对金属力学性能的影响 重要级别：★★★★金属的同素异构转变 重要级别：★★★【合作探究】1、什么是结晶，什么是冷却曲线？2、什么是过冷现象？什么是过冷度？过冷度与什么有关？3、什么是晶核？什么是多晶体？什么是单晶体？班级： 姓名： 使用时间： 年 月 日爱让每一名学生都做得更好！ 2 4、什么是同素异构转变？具有同素异构转变的金属有哪些？5、金属结晶时，其冷却曲线为何有一段水平线？结晶由哪两个基本过程组成？6、晶粒大小对金属材料性能有什么影响？分析影响晶粒大小的因素有哪些？常用的细化晶粒的方法有哪几种？7、分析纯铁的冷却曲线，将发生的同素异构转变用式子表示出来。
8、金属的同素异构转变与液态金属的结晶相比有哪些异同点？【当堂测验】1、金属的整个结晶过程包括____________________和__________两个基本过程组成。
__________越高，__________越小，结晶后的晶粒越细小。
2、金属在__________态下，随温度的改变，由__________转变为__________的现象称为同素异构转变。
第三章金属与合金的结晶习题解答3-1解释下列名词结晶过冷现象过冷度变质处理晶核同素异构转变枝晶偏析共晶转变答：结晶一一是液态金属凝固为固态的过程。
过冷现象一一是指实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象。
过冷度一一理论结晶温度与实际结晶温度的差值。
变质处理一一在液态金属结晶前加入变质剂，以增加可形核率或降低长大速率，从而细化晶粒的方法。
晶核一一最先形成的、作为结晶核心的微小晶体称为晶核。
同素异构转变一一金属在固态下随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的变化过程。
枝晶偏析——在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象，叫枝晶偏析。
共晶转变一一一定成分的液相同时结晶出两种不同固相的转变过程。
3-2晶粒大小对金属的力学性能有何影响？生产中有哪些细化晶粒的方法？答:在常温下，细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、硬度、塑性和韧性。
生产中细化晶粒的方法有：增加过冷度、变质处理、附加振动和降低浇注速度。
3-3如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：(1) 金属型铸造与砂型铸造；(2) 高温浇注与低温浇注；(3) 浇注时采用振动与不采用振动；(4) 厚大铸件的表面部分与中心部分。
答：(1)金属型铸造晶粒较细小；(2)高温浇注晶粒较细小；(3) 浇注时采用振动晶粒较细小；(4)厚大铸件表面晶粒较细小。
3-4试分析比较纯金属、共晶体、固溶体三者在结晶过程和显微组织上的异同之处。
3-5金属的同素异构转变与液态金属结晶有何异同之处？答：金属同素异构转变和结晶过程都有固定的温度、有结晶潜热释放、都有形核、长大过程；但同素异构转变是固相间的转变而结晶是由液相向固相转变；同素异构转变过冷度更大，会产生更大的内应力。
3-6根据Pb-Sn相图，分析w sn = 40%和w sn = 80%的两种Pb-Sn合金的结晶过程及室温下的组织。
答：w sn = 40%的Pb-Sn合金的结晶过程如下：题3-6图中的合金I为w sn = 40 %的Pb-Sn合金。
