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文档简介

1、会计学1 晶粒尺寸的控制晶粒尺寸的控制 1、形核率 均匀形核 形核率N受两个矛盾的因素控制，一方面随过冷度增大 ，rc、 Gc减小，有利于形核；另一方面随过冷度增大， 原子从液相向晶胚扩散的速率降低，不利于形核。形 核率可用下式表示： (式中N为总形核率， N1为受形核功影响的形核率因 子;N2是受扩散影响的形核率因子。 Gc是形核功，GA是扩散激活能 RT G RT G eeKNNN Ac - V21 第1页/共11页 R为气体常数.图3-5为N1 、N2与T的关系曲线。 可见当T不大时，形 核率主要受形核功因子 控制，T增大，形核 率增大，在T非常大 时，形核率主要受扩散 因子的控制，随T

2、增 加，形核率降低。 第2页/共11页 晶胚的最大尺寸随过冷 度增大而增大，临界晶 核半径、晶胚尺寸与过 冷度的关系 金属的结晶倾向很大，液 体金属不易达到很大的过 冷度，N与T的关系如 图所示，T不大时,N很 小，但达到有效形核温度 时，N急剧上升，这个有 效形核温度值约为 0.2Tm(K)。 第3页/共11页 非均匀形核率明显增加时所 需的过冷度也比均匀形核小 非均匀形核时，在约为0.02 Tm的过冷度下，非均匀形核 率就已达到最大值。 非均匀形核率由低向高的过 渡较为平缓，而且达到最大值 后，凝固并未结束，非均匀形 核率将继续下降直至凝固完毕 。 第4页/共11页 kg Tvv 1 第5页/共11页 )exp( 2 k g T b vv 2 3kg Tvv k T 第6页/共11页 4-5-2 凝固后的晶粒尺寸及其控凝固后的晶粒尺寸及其控 制制 晶粒尺寸对材料的性能有重要影响 细化晶粒是提高铸件力学性能的及改善材料压力加工 性能的重要手段。 材料凝固后的晶粒尺寸可用单位体积内的晶粒数目或 用单位面积上的晶粒数目Z来表示， 它取决于凝固过程中的形核率N和晶体长大速度vg，三 者之间的关系为： 可见，晶粒尺寸随形核率的增大而减小，随着晶体长 大速度的增加而增大。 4/3 9 . 0 g v

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