第7-4章合金的凝固与制备原理汇总

金属凝固原理复习大纲第一篇：金属凝固原理复习大纲金属凝固原理复习大纲绪论1、凝固定义宏观上：物质从液态转变成固态的过程。

微观上：激烈运动的液体原子回复到规则排列的过程。

2、液态金属凝固的实质：原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程液态金属的结构特征：“近程有序”、“远程无序”组成：液态金属是由游动的原子团、空穴或裂纹构成3、液态金属的性质：粘度和表面张力粘度的物理意义：单位接触面积，单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力粘度的本质上是原子间的结合力影响液体金属粘度的主要因素是：化学成分、温度和夹杂物表面张力的物理意义：作用于表面单位长度上与表面相切的力，单位N/m影响液体金属表面张力的主要因素是：熔点、温度和溶质元素。

取决于质点间的作用力4、液体结构的特性：近程有序和远程无序晶体:凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。

单晶体:在晶体中所有原子排列位向相同者称为单晶体多晶体:大多数金属通常是由位向不同的小单晶（晶粒）组成，属于多晶体。

吸附是液体或气体中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。

金属从液态过渡为固体晶态的转变称为一次结晶金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为二次结晶当向溶液中加入某种溶质后，使溶液表面自由能降低，并且表面层溶质的浓度大于溶液内部深度，则称该溶质为表面活性物质（或表面活性剂），这样的吸附称为正吸附。

反之，如果加入溶质后，使溶液的表面自由能升高，并且表面层的溶质浓度小于液体内部的浓度，则称该溶质为非表面活性物质（或非表面活性剂），这样的吸附为负吸附第一章凝固过程的传热1、凝固过程的传热特点：“一热、二迁、三传”“一热”指热量的传输是第一重要；“二迁”指存在两个界面，即固－液相间界面和金属－铸型间界面。

“三传”指动量传输、质量传输和热量传输的三传耦合的三维热物理过程。

2、金属型特点：具有很高的导热性能；非金属型铸造特点：与金属相比具有非常小热导率，故凝固速度主要取决于铸型的传热性能。

一、介绍合金是由两种或更多种金属元素或非金属元素组成的固态溶体，它的性能往往远远优于单一金属。

在合金中，各种成分在凝固过程中的行为和室温平衡组织是影响合金性能的重要因素。

本文将就各种成分合金凝固过程及室温平衡组织进行分析和探讨。

二、合金的凝固过程1. 凝固过程的基本原理当合金熔体冷却到固态温度以下时，会发生凝固过程。

凝固是指液态物质转变为固态物质的物理过程。

凝固过程包括核化和生长两个基本阶段。

在核化阶段，熔体中形成稳定的固相核，然后在生长阶段，这些固相核不断长大，形成完整的晶粒。

2. 各种成分合金的凝固过程各种成分合金的凝固过程会受到各种因素的影响，例如成分比例、凝固速率、晶格匹配度等。

不同成分合金的凝固过程也会有所不同，例如单层金属合金、双金属合金、多元合金等，它们在核化和生长阶段的行为都会有所不同。

三、室温平衡组织1. 室温平衡组织的概念室温平衡组织指的是合金在经过凝固过程后，在室温下所呈现的晶体结构和组织形态。

室温平衡组织对于合金的力学性能、化学性能等都有重要影响。

2. 各种成分合金的室温平衡组织各种成分合金在凝固过程中形成的组织形态也会受到成分比例、冷却速率等因素的影响。

例如在某些条件下，一些成分合金会形成某种晶体结构，而在另一些条件下会形成另一种晶体结构。

不同的室温平衡组织会直接影响合金的性能。

四、影响因素分析1. 成分比例不同成分比例的合金在凝固过程中会形成不同的组织结构。

例如在某些成分比例下，合金会形成等轴晶结构，而在另一些成分比例下会形成柱状晶结构。

2. 凝固速率凝固速率是指合金在凝固过程中的冷却速度。

不同的凝固速率会影响合金的晶体生长速率和晶体尺寸，从而影响室温平衡组织。

3. 晶格匹配度不同成分合金的晶格匹配度也会对凝固过程和室温平衡组织产生影响。

晶格匹配度较好的合金，在凝固过程中晶体生长相对较快，形成的室温平衡组织也会较好。

五、结论各种成分合金的凝固过程及室温平衡组织是一个复杂的物理、化学过程，受到许多因素的影响。

金属凝固原理金属凝固是指金属从液态状态转变为固态状态的过程。

在金属凝固过程中，原子或离子以一定的方式排列组合，形成具有一定结构和性能的固态金属晶体。

而金属凝固原理则是指影响金属凝固过程的各种因素和规律。

了解金属凝固原理对于控制金属凝固过程、改善金属凝固组织和性能具有重要意义。

首先，金属凝固的原理主要包括凝固过程中的晶核形成和晶体生长。

在金属液体冷却过程中，当温度下降到一定程度时，金属液体中会出现微小的固态核，这些核心在金属液体中逐渐增多并长大，最终形成完整的晶体结构。

晶核形成和晶体生长是金属凝固的基本原理，也是金属凝固组织形成的基础。

其次，金属凝固的速度对凝固组织和性能有着重要影响。

一般来说，凝固速度越快，晶体的生长速度就越快，晶粒就越细小，晶界就越多，从而提高了金属的强度和韧性。

而凝固速度越慢，晶体生长速度就越慢，晶粒就越大，晶界就越少，金属的强度和韧性就会降低。

因此，控制金属凝固速度是影响金属凝固组织和性能的重要因素之一。

另外，金属凝固还受到金属成分、凝固条件、晶核形态等多种因素的影响。

金属成分的不同会导致晶体结构和性能的差异，凝固条件的改变也会影响金属凝固组织和性能的形成，而晶核形态的不同也会对晶体生长和晶粒形貌产生影响。

因此，在实际生产中，需要根据不同金属的特性和要求，合理控制金属凝固过程中的各种因素，以获得理想的凝固组织和性能。

总的来说，金属凝固原理是一个复杂而又重要的领域，它涉及到金属物理、金属化学、热力学等多个学科的知识。

只有深入理解金属凝固原理，才能更好地控制金属凝固过程，改善金属凝固组织和性能，提高金属制品的质量和性能。

因此，对于金属凝固原理的研究和应用具有重要的理论和实践意义，也是金属材料领域的一个热点和难点问题。

希望通过对金属凝固原理的深入研究，能够为金属材料的发展和应用提供更多的理论支持和技术保障。

金属材料凝固原理与技术金属材料凝固原理与技术，这个话题一听就让人觉得高大上，但其实它跟我们日常生活息息相关。

想象一下，咱们每天用的手机、电脑，甚至厨房里的锅，都是金属制成的，对吧？这些金属是怎么变成我们现在看到的模样的呢？这就得从凝固说起。

凝固，就是液体金属在冷却后变成固体的过程。

就像冰淇淋在阳光下慢慢融化，又在冰箱里重新结成冰那样。

这可不是简单的事儿，里面可是有大学问。

金属在加热时，会变成液态，像汤一样流动。

这时候，金属的分子就开始忙活起来，像舞池里跳舞的人一样，四处乱窜。

温度一降低，分子开始慢慢安静下来，就像在派对上找到了一个角落，最终它们会抱成团，形成一个个坚固的晶体结构。

这个过程就叫“凝固”。

这时候的金属，就不再是流动的液体，而是一个个坚硬的块儿了。

想象一下，像变魔术一样，一瞬间的变化！真是让人感叹大自然的神奇。

然后，说到凝固，咱们不得不提一下“冷却速率”。

这就像烤蛋糕，温度太高，外焦里嫩；温度太低，又没法熟。

金属也是一样，如果冷却得太快，晶体就会小得像沙子，导致金属变脆，没什么韧性。

相反，冷却得慢一点，晶体大了，金属就结实多了。

这就像你选的水果，如果没熟透，吃起来酸酸的，跟那些熟透的水果根本没法比，味道差得远。

所以说，控制冷却速度，才是技术的关键啊。

凝固过程中还有个重要角色，就是“合金”。

合金就是把不同的金属混合在一起，像调配饮料一样。

就拿铝合金来说，它比单纯的铝要强得多，不容易变形，轻得像羽毛。

这就让很多航空航天技术受益匪浅，飞机都能飞得高高的，离我们更近。

咱们常说的“万事开头难”，在金属材料的世界里，合金的配比可是决定成败的关键，调得好，材料就能像超人一样，强大又耐用。

再说说“晶体结构”的重要性。

不同金属有不同的晶体结构，像有的像方块，有的像六角形。

这些形状决定了金属的性能，强度、硬度都跟它们的结构有关系。

就算是同一种金属，经过不同的处理，它的性能也会大相径庭。

像大厨做菜，调味料不一样，出来的味道也截然不同。

金属凝固原理金属凝固是指金属从熔化状态向固态转变的过程。

金属凝固是金属加工和制造中的关键工艺之一，对于金属材料的性能和结构具有重要影响。

金属凝固有两种基本模式，分别是平衡凝固和非平衡凝固。

平衡凝固是在金属熔体达到热力学平衡条件下进行的凝固过程。

在平衡凝固过程中，金属熔体的凝固速度较慢，使得晶体有足够的时间进行有序排列，形成结晶的晶格结构。

这种凝固方式下得到的晶体结构一般是均匀、致密的。

而非平衡凝固则是在金属熔体未达到热力学平衡条件下进行的凝固过程，通常是由于快速冷却或其他条件的限制。

非平衡凝固下得到的金属结构通常不具备完整的晶格结构，其中可能包含一些缺陷，如晶界、孪生晶和扩散限制。

金属凝固的主要原理包括热力学原理和动力学原理。

热力学原理研究的是金属凝固的平衡过程和热力学参数，如凝固温度、凝固速度等。

相变热是研究金属凝固的重要参数之一，它是单位质量金属从液态到固态过程中释放或吸收的热量。

相变热的大小直接影响到金属凝固过程的温度和能量交换。

动力学原理研究的是金属凝固的凝固速率和晶体生长行为。

凝固速率与温度梯度成正比，与金属的热导率和定向凝固度有关。

晶体生长通常是以晶核为起点，通过界面扩散分子在凝固过程中不断形成新的晶核，最终形成完整的晶体结构。

在金属凝固中，晶体生长过程是一个重要环节。

晶体生长可以分为表面扩散和体内扩散两种方式。

表面扩散是指晶体表面上的原子或离子通过空间的跳跃来进行扩散，而体内扩散则是指晶体内部的原子或离子通过晶面间的空隙进行扩散。

晶体生长的速度与扩散速率和扩散路径有关，因此扩散是影响金属凝固过程的重要因素之一温度梯度和凝固界面形貌也是金属凝固的关键因素。

温度梯度会导致凝固界面的变形和变动，从而影响到晶体生长和凝固速率。

凝固界面的形貌也对凝固过程有重要影响。

对于非平衡凝固，凝固界面通常是不规则的，形成了一些晶界、孪生晶和其他缺陷。

这些缺陷会影响金属的性能和结构。

除了热力学和动力学原理外，还有其他一些因素也会影响金属凝固的过程。