金属材料的凝固(nínggù)与固态相变2.金属的结晶过程液态金属结晶是由形核和长大两个(liǎnꞬꞬè)密切联系的基本过程来实现的。⑵晶体的长大1）平面长大。在冷却速度较小的情况下，纯金属晶体主要以其表面向前(xiànɡqián)平行推移的方式长大。3.影响形核和长大(chánꞬdà)的因素4.晶粒大小及控制(kòngzhì)5.同素异构转变金属在固态下随温度的改变，由一种(yīzhǒnɡ)晶格转变为另一种(yīzhǒnɡ)晶格的现象，称为同素异构转变。2.2合金的凝固二元合金相图(xiānɡtú)与凝固相图(xiānɡtú)是表明合金系中各种合金相的平衡条件和相与相之间关系的一种简明示图，也称为平衡图或状态图。1.匀晶相图(xiānꞬtú)（3）杠杆定律当温度一定时，两相的成分是确定的,根据质量守恒,有:QL+Qα=1QLX+QαX′=K求解方程得：QL=X’K/X’X;Qα=KX/X’X;KX×QL=X’K×Qα式中，QL为液相的相对质量；Qα为α相的相对质量；运用杠杆定律时要注意，它只适用(shìyòng)于相图中的两相区。2.共晶相图(1)相图分析在共晶合金相图中，acb为液相线，adceb为固相线，合金系有三种相，相图中有三个单相(dānxiānɡ)区（L、α、β）；三个两相区（L+α、L+β、α+β）；一条三相(L+α+β)共存线（水平线dce）。dce为共晶线（c点为共晶点）。Lc→αd+βe2)亚共晶合金(héjīn)(合金(héjīn)Ⅱ)的结晶过程k点以左合金的结晶过程(guòchéng)为：12点,Lα;23点,α;34点,αβⅡ;室温组织为α+βII。3.包晶相图(xiānꞬtú)及其他相图(xiānꞬtú)（1）包晶相图(xiānꞬtú)（2）及其他相图由一种固相转变成完全不同的两种相互(xiānghù)关联的固相，此两相混合物称为共析体。共析产物比共晶产物细密得多。合金的性能与相图(xiānꞬtú)的关系铸锭(件)的凝固把金属熔化注入铸模，冷却(lěngquè)后获得一定形状的铸件的工艺叫做铸造。2.3铁碳合金(héjīn)3C相图1.铁碳合金(héjīn)的相结构与性能2.相图(xiānꞬtú)分析相图(xiānꞬtú)中重要的点和线⑵S点为共析点,PSK为共析线.合金在平衡结晶过程中冷却到727℃时，S点成分(chéngfèn)的A发生共析反应，成分(chéngfèn)在PSK的铁碳合金，在平衡结晶过程中均发生共析反应。PSK线亦称A1线。⑶GS线是合金(héjīn)冷却时自A中开始析出F的临界温度线，通常称A3线。⑷ES线碳在A中的固溶线，通常叫做Acm线。A→Fe3CⅡ。⑸HJB为包晶线成分在此线的铁碳合金(héjīn)在平衡结晶过程中均发生包晶反应。⑹PQ线碳在F中的固溶线。F→Fe3CⅢ。铁碳合金(héjīn)在平衡状态下的相变1.钢的平衡(pínghéng)结晶过程(1)共析钢[wc=0.77%]2.亚共析钢[0.0218%<wc<0.77%]3.过共析钢4.白口铸铁的结晶共晶(ɡònɡjīnɡ)白口铸铁室温平衡组织为Ld′，由黑色条状或粒状P和白色Fe3C基体组成，而组成相还是F和Fe3C。亚共晶(ɡònɡjīnɡ)白口铸铁的室温平衡组织为P+Fe3CⅡ+Ld′。过共晶(ɡònɡjīnɡ)白口铸铁的室温平衡组织为Fe3CⅠ+Ld′。Fe3CⅠ呈长条状。白口铸铁室温平衡组织中含有莱氏体（Ld′），硬度高、脆性大，应用较少。2.含碳量对力学性能的影响(yǐngxiǎng)随碳含量的增加，硬度呈直线关系增大。强度对组织形态很敏感。随碳含量的增加，强度增大。到约wc0.9%时，Fe3CⅡ沿晶界形成完整的网，强度迅速降低。随碳含量的增大，塑性、韧性连续下降。3C相图的应用(yìngyòng)1.在钢铁材料选用方面的应用(yìngyòng)2.在铸造工艺方面(fāngmiàn)的应用根据Fe—Fe3C相图可以确定合金的浇注温度。浇注温度一般在液相线以上100℃左右。2.4钢在加热(jiārè)时的转变钢在实际加热(jiārè)时的转变点奥氏体的形成过程及影响因素(yīnsù)钢在加热时奥氏体的形成过程又称为奥氏体化。以共析钢的奥氏体形成过程为例。⑶残留渗碳体的溶解铁素体全部消失以后，仍有部分未溶的渗碳体随着时间的延长而溶入到奥氏体，直至全部消失。⑷成分均匀化渗碳体全部溶解完毕时，奥氏体的成分是不均匀的，只有(zhǐyǒu)延长时间才能获得均匀化的奥氏体。亚共析钢的加热过程：F+PA+FA过共析钢的加热过程：P+Fe3CⅡA+Fe3CA奥氏体晶粒的长大及影响(yǐngxiǎng)因素⑵加热速度加热速度越快，