gc纯金属的结晶;一、凝固与结晶的概念;晶体结晶都具有严格的平衡结晶温度。而非晶体没有。;二、凝固状态的影响因素;2.熔融液体的粘度：粘度表征流体中发生相对运动的阻力，随温度降低，粘度不断增加，在到达结晶转变温度前，粘度增加到能阻止原子迁移排列形成晶体，这时物质已经凝固，保持固定的形状，不能发生结晶。例如玻璃、高分子材料。;3、熔融液体的冷却速度：冷却速度快，原子扩散能力越差，到达结晶温度原子来不及扩散重新排列就降到更低温度，最终到室温时难以重组合成晶体，可以将无规则排列固定下来。金属材料需要达到106℃/s才能获得非晶态。
;第二节纯金属的结晶
2.1.1纯金属的结晶
金属材料要经过液态和固态的加工过程。
钢材经过冶炼、注锭、锻造、轧制、机加工和热处理等工艺过程。;液态金属中金属原子作不规则运动。在小范围内，原子会出现规则排列，称短程有序。
短程有序的原子集团是不稳定的，瞬时出现瞬时消失。;结晶的一般过程;一、纯金属结晶的条件;过冷现象与过冷度;自发转变的能量条件：
自然界的一切自发转变过程，总是由一种较高能量状态趋向于能量最低的稳定状态。
在一定温度条件下，只有引起体系自由能（即能够对外作功的那部分能量）降低的过程才能自发进行。;结晶过程不是在任何情况下都能自动发生。自然界的一切自发转变过程总是向着自由能降低的方向进行。在单一的组元情况下,自由能：;液态金属结晶条件：液态金属要结晶，温度必须低于理论结晶温度T0，要有一定的过冷度ΔT，使金属在液态和固态之间存在自由能差ΔF。
液态金属结晶的动力：ΔF;2、结构条件;;;自发形核;在一定过冷度下，ΔGV为负值，而σ恒为正值。可见晶体总是希望有最大的体积和最小的界面积。设ΔGV和σ为常数，最有利的形状为球。设球的半径为r，有：;熔体的温度在熔点附近时，尽管处在液态，即总体的排列是无序的，但局部的小区域并非静止不动的，原子的运动可造成局部能量在不断变化，其瞬间能量在平均值的上下波动，对应的结构(原子排列)在变化，小范围可瞬间为接近???体的排列，其范围大小对应的能量于平均能量之差ΔG如上所述，这就称为“能量起伏”和“结构起伏”。;2.晶体的长大
晶体的长大有两种方式:
(1)平面长大
冷却速度较慢时，晶体表面向前平行推移长大。不同晶面的垂直方向上的长大速度不同。沿密排面的垂直方向上的长大速度最慢。;(2)树枝状长大
冷却速度较快时，晶体的棱角和棱边的散热快，长大较快，成为晶枝。优先形成的晶枝称一次晶轴，在一次晶轴增长时，在侧面生出新的晶枝，即二次晶轴。其后又生成三次晶轴、四次晶轴。;金属的树枝晶;实际金属结晶时，晶体多以树枝状长大方式长大。;长大条件;正温度梯度下晶体的长大(平面长大);负温度梯度下晶体的长大（树枝状长大）;关于树枝晶：
按树枝方式生长的晶体称为树枝晶，先凝固的称为主干，随后是分支，再分支。
值得指出的是：
①纯净的材料结晶完毕见不到树枝晶，但凝固过程中一般体积收缩，树枝之间若得不到充分的液体补充，树枝晶可保留下来；
②生长中晶体分支受液体流动、温差、重力等影响，同方向的分支可能出现小的角度差，互相结合时会留下位错；
③或材料中含有杂质，在结晶时固体中的杂质比液体少，最后不同层次的分枝杂质含量不相同，其组织中可见树枝晶。;一、晶粒尺寸;晶粒度
晶粒大小可用晶粒度来表示，晶粒度号越大晶粒越细。??;???
☆老师提示：重点内容?
金属结晶后，获得由大量晶粒组成的多晶体。
一个晶粒是由一个晶核长成的晶体。
实际金属的晶粒在显微镜下呈颗粒状。;细化铸态金属晶粒措施
1.增大金属的过冷度
成核速率N：单位时间单位体积形成的晶核数,个/m3·s
长大速度G：单位时间晶体长大的长度,m/s
;增大过冷度的主要方法：
提高液态金属的冷却速度。
采用冷却能力较强的模子。
采用金属型铸模,比采用砂型铸模获得的铸件晶粒要细小。;2.变质处理
在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织的方法叫变质处理。
变质剂的作用：增加晶核数量，阻碍晶核长大。
如：
●铝合金液体中加入钛、锆，
●钢水中加入钛、钒、铝，
●铸铁中加入硅铁、硅钙、硅钙钡合金，
都可使晶粒细化。
??;3.振动?
在结晶过程中采用机械振动、超声波振动方法，