10/24/24金属学与热处理1第二章纯金属的结晶10/24/24金属学与热处理22.1金属结晶的现象10/24/24金属学与热处理3一、结晶过程的宏观现象10/24/24金属学与热处理41.过冷现象金属在结晶之前，温度连续下降，当液态金属冷却到理论结晶温度Tm(熔点)时，并未开始结晶，而是需要继续冷却到Tm之下某一温度Tn，液态金属才开始结晶。金属的实际结晶温度与理论结晶温度之差，称为过冷度。时间温度0△T图纯金属结晶时冷却曲线示意图TmTn2.结晶潜热一摩尔物质从一个相转变为另一个相时，随着放出或吸收的热量称为相变潜热。当液态金属的温度到达结晶温度时，由于结晶潜热的释放，补偿了散失到周围环境的热量，所以在冷却曲线上出现了平台，平台延续的时间就是结晶过程所用的时间。10/24/24金属学与热处理5二、金属结晶的微观过程即结晶过程是形核与长大的过程。结晶时首先在液体中形成具有某一临界尺寸的晶核，然后这些晶核再不断凝聚液体中的原子而长大。当液态金属过冷至理论结晶温度以下的实际结晶温度时，晶核并未立即出生，而是经过了一定时间后才开始出现第一批晶核。随着时间的推移，已形成的晶核不断长大，与此同时，液态金属中又产生第二批晶核。液态金属中不断形核、不断长大，使液态金属越来越少，直到各个晶体相互接触，液态金属耗尽，结晶过程便告结束。10/24/24金属学与热处理62.2金属结晶的热力学条件10/24/24金属学与热处理7热力学第二定律（自由能最低原理）：物质的稳定状态一定是其自由能最低的状态。△G=GS-GLT>Tm，△G=GS-GL>0,液态；T=Tm，△G=GS-GL=0,两相共存；Trk时，晶胚的长大使系统自由能下降，这样的晶胚可以长大。r=rk时，晶胚的长大趋势等于消失趋势。这样的晶胚称为临界晶胚，rc...
