材料的凝固和鐵碳相圖

1、 第四章第四章 材料的凝固和鐵碳相圖材料的凝固和鐵碳相圖物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱為物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱為凝固凝固。物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的過(guò)程稱為物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的過(guò)程稱為結(jié)晶結(jié)晶。物質(zhì)由一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的過(guò)程稱為物質(zhì)由一個(gè)相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)相的過(guò)程稱為相變相變。因而結(jié)晶。因而結(jié)晶過(guò)程是相變過(guò)程。過(guò)程是相變過(guò)程。4.1 4.1 純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶n一一. .結(jié)晶的熱力學(xué)條件結(jié)晶的熱力學(xué)條件 n結(jié)晶的結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力是實(shí)際結(jié)晶溫度（是實(shí)際結(jié)晶溫度（T T1 1）下晶體與液體的自由能差下晶體與液體的自由能差GGV V。而。而理論結(jié)晶溫度（理論結(jié)晶溫度（T T0 0）與實(shí)際結(jié)晶

2、溫）與實(shí)際結(jié)晶溫度（度（T T1 1）的差值稱作）的差值稱作過(guò)冷度過(guò)冷度（TT），），即即T= TT= T0 0- T- T1 1。n過(guò)冷度大小與冷卻速度有關(guān)，冷速過(guò)冷度大小與冷卻速度有關(guān)，冷速越大，過(guò)冷度越大。越大，過(guò)冷度越大。液體和晶體的自由能液體和晶體的自由能- -溫度曲線溫度曲線 純金屬的冷卻曲線純金屬的冷卻曲線 二、純金屬的結(jié)晶過(guò)程二、純金屬的結(jié)晶過(guò)程n1 1、結(jié)晶的基本過(guò)程、結(jié)晶的基本過(guò)程n結(jié)晶由結(jié)晶由晶核的形成晶核的形成和和晶核的長(zhǎng)大晶核的長(zhǎng)大兩個(gè)基本過(guò)程組成兩個(gè)基本過(guò)程組成. .n液態(tài)金屬中存在著原子排列規(guī)則的小原子團(tuán)，它們時(shí)液態(tài)金屬中存在著原子排列規(guī)則的小原子團(tuán)，它們時(shí)聚時(shí)散

3、，稱為聚時(shí)散，稱為晶坯晶坯。在。在T T0 0以下以下, , 經(jīng)一段時(shí)間后經(jīng)一段時(shí)間后( (即孕即孕育期育期), ), 一些大尺寸的晶坯將會(huì)長(zhǎng)大，稱為一些大尺寸的晶坯將會(huì)長(zhǎng)大，稱為晶核晶核。n晶核形成后便向各方向生長(zhǎng)，同時(shí)又有新的晶核產(chǎn)生。晶核形成后便向各方向生長(zhǎng)，同時(shí)又有新的晶核產(chǎn)生。晶核不斷形成，不斷長(zhǎng)大，直到液體完全消失。晶核不斷形成，不斷長(zhǎng)大，直到液體完全消失。每個(gè)每個(gè)晶核最終長(zhǎng)成一個(gè)晶粒，兩晶粒接觸后形成晶界。晶核最終長(zhǎng)成一個(gè)晶粒，兩晶粒接觸后形成晶界。氣體、液體、晶體的結(jié)構(gòu)氣體、液體、晶體的結(jié)構(gòu)純金屬結(jié)晶過(guò)程示意圖純金屬結(jié)晶過(guò)程示意圖 氣體氣體晶體晶體液體液體n2 2、晶核的形成方

4、式、晶核的形成方式n形核有兩種方式，即形核有兩種方式，即均勻形核均勻形核和和非均勻形核非均勻形核。n由液體中排列規(guī)則的原子團(tuán)形成晶核稱由液體中排列規(guī)則的原子團(tuán)形成晶核稱均勻形核均勻形核。n以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱以液體中存在的固態(tài)雜質(zhì)為核心形核稱非均勻形非均勻形核核。非均勻形核更為普遍。非均勻形核更為普遍。n實(shí)際金屬結(jié)晶主要以實(shí)際金屬結(jié)晶主要以樹(shù)枝狀長(zhǎng)大樹(shù)枝狀長(zhǎng)大. .n這是由于存在這是由于存在負(fù)溫度梯度負(fù)溫度梯度，且晶核棱角處的散熱條件好，且晶核棱角處的散熱條件好，生長(zhǎng)快，先形成一次軸，一次軸又會(huì)產(chǎn)生二次軸生長(zhǎng)快，先形成一次軸，一次軸又會(huì)產(chǎn)生二次軸，樹(shù)，樹(shù)枝間最后被填充。枝間最后被

5、填充。3 3、晶核的長(zhǎng)大方式、晶核的長(zhǎng)大方式三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?nèi)?、同素異?gòu)轉(zhuǎn)變 1394912 -Fe -Fe -Fel物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度變物質(zhì)在固態(tài)下晶體結(jié)構(gòu)隨溫度變化的現(xiàn)象稱化的現(xiàn)象稱同素異同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變構(gòu)轉(zhuǎn)變。同素同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變屬于相變之一異構(gòu)轉(zhuǎn)變屬于相變之一固態(tài)相固態(tài)相變變。 鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 鐵在固態(tài)冷卻過(guò)程中有兩次晶鐵在固態(tài)冷卻過(guò)程中有兩次晶體結(jié)構(gòu)變化，其變化為：體結(jié)構(gòu)變化，其變化為：純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變4.2 4.2 合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶n合金的結(jié)晶過(guò)程比純金屬?gòu)?fù)雜，常用合金的結(jié)晶過(guò)程比純金屬?gòu)?fù)雜，常用相圖相圖進(jìn)行分析進(jìn)行分析. .n相圖相圖是描

6、述系統(tǒng)的狀態(tài)、溫度、壓力、成分之間關(guān)系的圖是描述系統(tǒng)的狀態(tài)、溫度、壓力、成分之間關(guān)系的圖解。又稱解。又稱狀態(tài)圖狀態(tài)圖或或平衡圖平衡圖。n相圖表示了在緩冷條件下不同成分合金的組織隨溫度變化相圖表示了在緩冷條件下不同成分合金的組織隨溫度變化的規(guī)律，的規(guī)律，是制訂熔煉、鑄造、熱加工及熱處理工藝的重要是制訂熔煉、鑄造、熱加工及熱處理工藝的重要依據(jù)。依據(jù)。n組元組元是指組成合金的最簡(jiǎn)單、最基本、能夠獨(dú)立存在的物是指組成合金的最簡(jiǎn)單、最基本、能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)。質(zhì)。n根據(jù)組元數(shù)根據(jù)組元數(shù), , 分為二元相圖、三元相圖和多元相圖。分為二元相圖、三元相圖和多元相圖。一、二元相圖的建立一、二元相圖的建立n幾乎所

7、有的相圖都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的，最常用的是幾乎所有的相圖都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的，最常用的是熱分析法熱分析法。n二元相圖的建立步驟為：二元相圖的建立步驟為： 以以Cu-NiCu-Ni合金合金( (白銅白銅) )為例為例 n1.1. 配制不同成分的合金，測(cè)出各合金的冷卻曲線，配制不同成分的合金，測(cè)出各合金的冷卻曲線，找出曲線上的臨界點(diǎn)（停歇點(diǎn)或轉(zhuǎn)折點(diǎn)）。找出曲線上的臨界點(diǎn)（停歇點(diǎn)或轉(zhuǎn)折點(diǎn)）。n2.2. 將臨界點(diǎn)標(biāo)在溫度將臨界點(diǎn)標(biāo)在溫度- -成分坐標(biāo)中的成分垂線上。成分坐標(biāo)中的成分垂線上。n3.3. 將垂線上相同意義的點(diǎn)連接起來(lái)，并標(biāo)上相應(yīng)將垂線上相同意義的點(diǎn)連接起來(lái)，并標(biāo)上相應(yīng)的數(shù)字和字母。的數(shù)字和字母。

8、n相圖中，結(jié)晶開(kāi)始點(diǎn)的連線叫相圖中，結(jié)晶開(kāi)始點(diǎn)的連線叫液相線液相線。結(jié)晶終了點(diǎn)的。結(jié)晶終了點(diǎn)的連線叫連線叫固相固相線。線。Cu-NiCu-Ni合金二元相圖建立示意圖合金二元相圖建立示意圖 二、二元相圖的基本類(lèi)型與分析二、二元相圖的基本類(lèi)型與分析l兩組元在液態(tài)和固兩組元在液態(tài)和固態(tài)下均無(wú)限互溶時(shí)態(tài)下均無(wú)限互溶時(shí)所構(gòu)成的相圖稱所構(gòu)成的相圖稱二二元?jiǎng)蚓鄨D。元?jiǎng)蚓鄨D。l以以Cu-NiCu-Ni合金為例進(jìn)合金為例進(jìn)行分析。行分析。1 1、二元?jiǎng)蚓鄨D、二元?jiǎng)蚓鄨Dn相圖由兩條線構(gòu)成，相圖由兩條線構(gòu)成，上面是液相線，下面上面是液相線，下面是固相線是固相線。n相圖被兩條線分為三相圖被兩條線分為三個(gè)相區(qū)，

9、液相線以上個(gè)相區(qū)，液相線以上為為液相區(qū)液相區(qū)L L ，固相線，固相線以下為以下為 固溶體區(qū)固溶體區(qū)，兩條線之間為兩相共兩條線之間為兩相共存 的存 的 兩 相 區(qū) （兩 相 區(qū) （ L + L + ）。 LL+ 液相線固相線n 合金的結(jié)晶過(guò)程合金的結(jié)晶過(guò)程n當(dāng)液態(tài)金屬自高溫冷卻到當(dāng)液態(tài)金屬自高溫冷卻到 t t1 1溫度時(shí)，開(kāi)始結(jié)晶出溫度時(shí)，開(kāi)始結(jié)晶出成分為成分為 1 1的固溶體，這種從液相中結(jié)晶出單一固的固溶體，這種從液相中結(jié)晶出單一固相的轉(zhuǎn)變稱為相的轉(zhuǎn)變稱為勻晶轉(zhuǎn)變勻晶轉(zhuǎn)變或或勻晶反應(yīng)。勻晶反應(yīng)。Cu-NiCu-Ni二元合金的結(jié)晶過(guò)程二元合金的結(jié)晶過(guò)程l隨溫度下降，固溶體質(zhì)量增加，液相質(zhì)量減少

10、。同時(shí)，隨溫度下降，固溶體質(zhì)量增加，液相質(zhì)量減少。同時(shí)，液液相成分沿液相線變化，固相成分沿固相線變化，相成分沿液相線變化，固相成分沿固相線變化，成分變化成分變化是通過(guò)原子擴(kuò)散完成的。當(dāng)合金冷卻到是通過(guò)原子擴(kuò)散完成的。當(dāng)合金冷卻到t t3 3時(shí)，最后一滴時(shí)，最后一滴L L4 4成分的液體也轉(zhuǎn)變?yōu)楣倘荏w，此時(shí)固溶體的成分又變回到成分的液體也轉(zhuǎn)變?yōu)楣倘荏w，此時(shí)固溶體的成分又變回到合金成分合金成分 4 4上來(lái)。上來(lái)。l液固相線不僅是相區(qū)分界線液固相線不僅是相區(qū)分界線, , 也是結(jié)晶時(shí)兩相的成分變化也是結(jié)晶時(shí)兩相的成分變化線線；勻晶轉(zhuǎn)變是變溫轉(zhuǎn)變。勻晶轉(zhuǎn)變是變溫轉(zhuǎn)變。n固溶體結(jié)晶時(shí)成分變化。固溶體結(jié)晶時(shí)

11、成分變化。n慢冷時(shí)原子擴(kuò)散充分進(jìn)行，固溶體成分均勻。慢冷時(shí)原子擴(kuò)散充分進(jìn)行，固溶體成分均勻。n快冷時(shí)原子擴(kuò)散不充分，固溶體成分不均勻?？炖鋾r(shí)原子擴(kuò)散不充分，固溶體成分不均勻。n枝晶偏析：枝晶偏析：在一個(gè)晶粒內(nèi)化學(xué)成分分布不均勻。在一個(gè)晶粒內(nèi)化學(xué)成分分布不均勻。n對(duì)材料的機(jī)械性能、抗腐蝕性能、工藝性能都不利。對(duì)材料的機(jī)械性能、抗腐蝕性能、工藝性能都不利。n擴(kuò)散退火：擴(kuò)散退火：把合金加熱到低于固相線把合金加熱到低于固相線100 100 左右左右, , 長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間保溫保溫, , 原子充分?jǐn)U散原子充分?jǐn)U散, , 獲得成分均勻的固溶體。獲得成分均勻的固溶體。l（2 2） 枝晶偏析枝晶偏析Cu-NiCu

12、-Ni合金合金枝晶偏析示意圖枝晶偏析示意圖2 2、二元共晶相圖、二元共晶相圖n當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶, ,并發(fā)生并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖稱作共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖稱作共晶相圖共晶相圖。Pb-Sn合金相圖合金相圖 共晶反應(yīng)：共晶反應(yīng)：一種液相在恒一種液相在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種固相溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種固相的反應(yīng)，生成的兩相混合的反應(yīng)，生成的兩相混合物叫物叫共晶體共晶體。發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)三相共存發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)三相共存, , 三相各自成分確定三相各自成分確定, , 恒溫恒溫進(jìn)行。進(jìn)行。以以Pb-SnPb-Sn相圖為例進(jìn)行分析。相圖為例進(jìn)行分

13、析。n 相圖分析相圖分析n 相：相圖中有相：相圖中有L L、 、 三種相三種相, , 是溶質(zhì)是溶質(zhì)SnSn在在 PbPb中的固溶中的固溶體，體， 是溶質(zhì)是溶質(zhì)PbPb在在SnSn中的固溶體。中的固溶體。n 相區(qū)：相圖中有三個(gè)單相區(qū)：相區(qū)：相圖中有三個(gè)單相區(qū)： L L、 、 ；三個(gè)兩相區(qū)：；三個(gè)兩相區(qū)： L+L+ 、L+L+ 、 + + ；一個(gè)三相區(qū)：即水平線；一個(gè)三相區(qū)：即水平線CEDCED。水平線水平線cdecde為共晶反應(yīng)線為共晶反應(yīng)線, , 成分成分在在cece之間的合金平衡結(jié)晶時(shí)都之間的合金平衡結(jié)晶時(shí)都會(huì)發(fā)生共晶反應(yīng)。會(huì)發(fā)生共晶反應(yīng)。cfcf線線為為SnSn在在PbPb中的溶解度線中的

14、溶解度線(相的固溶線相的固溶線) )。SnSn含量大于含量大于f f點(diǎn)的合金從高溫冷卻到室溫時(shí)點(diǎn)的合金從高溫冷卻到室溫時(shí), , 從從相中析出相中析出相，叫二次相，叫二次：IIII。egeg線線為為PbPb在在SnSn中溶解度線。中溶解度線。SnSn含量小含量小g g點(diǎn)的合金點(diǎn)的合金, , 冷卻過(guò)程中同冷卻過(guò)程中同樣發(fā)生二次結(jié)晶樣發(fā)生二次結(jié)晶, , 析出二次析出二次IIII。n 合金的結(jié)晶過(guò)程合金的結(jié)晶過(guò)程n合金合金的結(jié)晶過(guò)程的結(jié)晶過(guò)程n合金合金I I的室溫組織為的室溫組織為+IIII n成分大于成分大于 D D點(diǎn)合金結(jié)晶過(guò)程與點(diǎn)合金結(jié)晶過(guò)程與合金相似，合金相似，室溫組織室溫組織為為 + + 。

15、 .2n合金合金 ( (共晶合金共晶合金) )的結(jié)晶過(guò)程的結(jié)晶過(guò)程n合金的室溫組織：合金的室溫組織：共晶體共晶體(+(+) )n 組織組成物：組織組成物：(+(+) ) n 組成相：組成相：和和相相n析出過(guò)程中析出過(guò)程中兩相相間形核、互相促進(jìn)、共同長(zhǎng)大，兩相相間形核、互相促進(jìn)、共同長(zhǎng)大，因因而共晶組織較細(xì)，而共晶組織較細(xì)，呈片、棒、點(diǎn)球等形狀。呈片、棒、點(diǎn)球等形狀。19.2wt%Sn溫度, 1共晶合金組織的形態(tài)共晶合金組織的形態(tài) n合金合金 ( (亞共晶合金亞共晶合金) ) 的結(jié)晶過(guò)程的結(jié)晶過(guò)程n合金室溫組織：合金室溫組織：初生初生+二次二次+(+(+) )n 組織組成物：組織組成物：、二次、

16、二次、(+(+) ) n 組成相：組成相：、 n 過(guò)共晶合金結(jié)晶過(guò)程過(guò)共晶合金結(jié)晶過(guò)程n與亞共晶合金相似，不同的是一次相為與亞共晶合金相似，不同的是一次相為 , , 二次相二次相為為 n室溫組織為室溫組織為 +(+( + + )+)+ 。亞共晶合金組織亞共晶合金組織 過(guò)共晶合金組織過(guò)共晶合金組織 亞共晶合金和過(guò)共晶合金組織亞共晶合金和過(guò)共晶合金組織初生初生+二次二次+(+)+(+)初生初生+二次二次+(+)+(+)n 組織組成物在相圖上的標(biāo)注組織組成物在相圖上的標(biāo)注n組織組成物是指組成合金顯微組織的獨(dú)立部分。組織組成物是指組成合金顯微組織的獨(dú)立部分。 3 3、二元包晶相圖、二元包晶相圖 當(dāng)兩組

17、元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶當(dāng)兩組元在液態(tài)下完全互溶，在固態(tài)下有限互溶, ,并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖稱作包晶相圖。并發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)所構(gòu)成的相圖稱作包晶相圖。 Pt-AgPt-Ag、Ag-SnAg-Sn、Sn-SbSn-Sb合金具有包晶相圖。合金具有包晶相圖。Pt-Ag合金相圖合金相圖 e e點(diǎn)點(diǎn)為包晶點(diǎn)。為包晶點(diǎn)。 e e點(diǎn)成分的合金冷卻到點(diǎn)成分的合金冷卻到 e e點(diǎn)溫度點(diǎn)溫度( (包晶溫度包晶溫度) )時(shí)發(fā)生時(shí)發(fā)生包晶反應(yīng)：包晶反應(yīng)： L+L+ 。 水平線水平線cedced 為包晶反為包晶反應(yīng)線。應(yīng)線。 cf cf為為AgAg在在中的溶解度線中的溶解度線, , eg eg為為Pt

18、Pt在在中的溶解度線。中的溶解度線。Pt-Ag合金相圖合金相圖 Pt-Ag Pt-Ag合金相圖中存合金相圖中存在三種相在三種相: : L L相相: :PtPt與與AgAg形成的形成的液溶體液溶體 相相: :AgAg溶于溶于PtPt中的中的有有限固溶體限固溶體 相相: :PtPt溶于溶于AgAg中的中的有限固溶體有限固溶體n共析轉(zhuǎn)變也是固態(tài)共析轉(zhuǎn)變也是固態(tài)相變。相變。n最常見(jiàn)的共析轉(zhuǎn)變最常見(jiàn)的共析轉(zhuǎn)變是鐵碳合金中的珠是鐵碳合金中的珠光體轉(zhuǎn)變光體轉(zhuǎn)變: :n S S P P+ Fe+ Fe3 3C C 。4 4、具有共析反應(yīng)的二元相圖、具有共析反應(yīng)的二元相圖l共析反應(yīng)共析反應(yīng)( (共析轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變

19、) )是指在一定溫度下，由一定成分是指在一定溫度下，由一定成分的固相同時(shí)析出兩個(gè)成分和結(jié)構(gòu)完全不同的新固相的的固相同時(shí)析出兩個(gè)成分和結(jié)構(gòu)完全不同的新固相的過(guò)程。過(guò)程。PS( 奧氏體，奧氏體， 鐵素體，鐵素體，F(xiàn)eFe3 3C C滲碳體滲碳體) )n共析反應(yīng)的產(chǎn)物共析反應(yīng)的產(chǎn)物是是共析體共析體（鐵碳合金中的共析體稱（鐵碳合金中的共析體稱珠珠光體光體），也是兩相的機(jī)械混合物（鐵素體），也是兩相的機(jī)械混合物（鐵素體+ +滲碳體滲碳體) )。l與共晶反應(yīng)不同的與共晶反應(yīng)不同的是，共析反應(yīng)的母是，共析反應(yīng)的母相是固相，而不是相是固相，而不是液相。液相。l另外，由于固態(tài)轉(zhuǎn)另外，由于固態(tài)轉(zhuǎn)變?cè)訑U(kuò)散困難，變

20、原子擴(kuò)散困難，因而共析組織比共因而共析組織比共晶組織晶組織細(xì)細(xì)。珠光體珠光體恒溫下由一個(gè)固相同時(shí)析恒溫下由一個(gè)固相同時(shí)析出兩個(gè)成分結(jié)構(gòu)不同的新出兩個(gè)成分結(jié)構(gòu)不同的新固相。固相。 + 共析反應(yīng)共析反應(yīng)恒溫下由一個(gè)液相包著一恒溫下由一個(gè)液相包著一個(gè)固相生成另一個(gè)新的固個(gè)固相生成另一個(gè)新的固相。相。L + 包晶反應(yīng)包晶反應(yīng)恒溫下由一個(gè)液相同時(shí)結(jié)恒溫下由一個(gè)液相同時(shí)結(jié)晶出兩個(gè)成分結(jié)構(gòu)不同的晶出兩個(gè)成分結(jié)構(gòu)不同的新固相。新固相。L L + 共晶反應(yīng)共晶反應(yīng)說(shuō)明說(shuō)明反應(yīng)式反應(yīng)式圖形特征圖形特征反應(yīng)名稱反應(yīng)名稱常見(jiàn)三相等溫水平線上的反應(yīng)常見(jiàn)三相等溫水平線上的反應(yīng)4.3 4.3 鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖n鐵碳

21、合金鐵碳合金碳鋼碳鋼和和鑄鐵鑄鐵，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。，是工業(yè)應(yīng)用最廣的合金。n含碳量為含碳量為0.0218% -2.11%0.0218% -2.11%的稱的稱鋼鋼n含碳量為含碳量為 2.11%- 6.69%2.11%- 6.69%的稱的稱鑄鐵鑄鐵n鐵碳相圖是研究鋼和鑄鐵的基礎(chǔ)，對(duì)于鋼鐵材料的應(yīng)用鐵碳相圖是研究鋼和鑄鐵的基礎(chǔ)，對(duì)于鋼鐵材料的應(yīng)用以及熱加工和熱處理工藝的制訂也具有重要的指導(dǎo)意義。以及熱加工和熱處理工藝的制訂也具有重要的指導(dǎo)意義。n鐵和碳可以形成一系列化合物，如鐵和碳可以形成一系列化合物，如FeFe3 3C C、FeFe2 2C C、FeCFeC等。等。n有實(shí)用意義的是有實(shí)用意義

22、的是Fe-FeFe-Fe3 3C C部分，稱為部分，稱為 Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖相圖。一、鐵碳合金的組元和相一、鐵碳合金的組元和相n碳在碳在-Fe-Fe中的固溶體稱中的固溶體稱- -鐵素體鐵素體，用用表示。表示。 n都是體心立方間隙固溶體。鐵素體都是體心立方間隙固溶體。鐵素體的溶碳能力很低的溶碳能力很低, ,在在727727時(shí)最大為時(shí)最大為0.0218%0.0218%，室溫下僅為，室溫下僅為0.0008%0.0008%。n鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能鐵素體的組織為多邊形晶粒，性能與純鐵相似。與純鐵相似。鐵素體鐵素體l 組元：組元：FeFe、 FeFe3 3C Cl 相相l(xiāng) 鐵素

23、體：鐵素體：l碳在碳在 -Fe-Fe中的固溶體稱中的固溶體稱鐵素體鐵素體, , 用用F F或或 表示。表示。 n 奧氏體奧氏體: :n碳在碳在 -Fe -Fe中的固溶體稱中的固溶體稱奧氏體奧氏體。用。用A A或或 表示。表示。n是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素是面心立方晶格的間隙固溶體。溶碳能力比鐵素體大，體大，11481148時(shí)最大為時(shí)最大為2.11%2.11%。l組織為不規(guī)則多面體組織為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。晶粒，晶界較直。強(qiáng)強(qiáng)度低、塑性好，度低、塑性好，鋼材鋼材熱加工都在熱加工都在 區(qū)進(jìn)行。區(qū)進(jìn)行。l碳鋼室溫組織中無(wú)奧碳鋼室溫組織中無(wú)奧氏體。氏體。奧氏體奧氏體n 滲碳體：

24、滲碳體：即即FeFe3 3C, C, 含碳含碳6.69%, 6.69%, 用用FeFe3 3C C或或C Cm m表示。表示。nFeFe3 3C C相是相是FeFe與與C C的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物的一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物, , 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)是硬而脆。是硬而脆。 n滲碳體根據(jù)生成條件不同有條狀、網(wǎng)狀、片狀、粒狀滲碳體根據(jù)生成條件不同有條狀、網(wǎng)狀、片狀、粒狀等形態(tài)等形態(tài), , 對(duì)鐵碳合金的機(jī)械性能有很大影響。對(duì)鐵碳合金的機(jī)械性能有很大影響。 1 1、 相圖中重要的點(diǎn)和線相圖中重要的點(diǎn)和線 (1) (1) 重要的點(diǎn)重要的點(diǎn) J J點(diǎn)（包晶點(diǎn)）點(diǎn)（包晶點(diǎn)） C C點(diǎn)（共晶點(diǎn)）點(diǎn)（共晶

25、點(diǎn)） 共晶反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行共晶反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行, , 反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)過(guò)程中L L、A A、FeFe3 3C C三相共存，三相成分一定。三相共存，三相成分一定。二、鐵碳合金相圖的分析二、鐵碳合金相圖的分析 S S點(diǎn)（共析點(diǎn)）點(diǎn)（共析點(diǎn)） 共析反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行共析反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行, , 反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)過(guò)程中, A, A、F F、FeFe3 3C C三相共存三相共存，三相成分一定。，三相成分一定。 共析反應(yīng)的產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的共析混共析反應(yīng)的產(chǎn)物是鐵素體與滲碳體的共析混合物合物, , 稱稱珠光體珠光體, , 以符號(hào)以符號(hào)P P表示。表示。 珠光體中的滲碳體稱共析滲碳體。珠光體中的滲碳體稱共析滲碳

26、體。 珠光體形態(tài)：珠光體形態(tài)：顯微鏡下珠光體的形態(tài)呈顯微鏡下珠光體的形態(tài)呈層片狀。相間分布滲碳體片與鐵素體片。層片狀。相間分布滲碳體片與鐵素體片。 珠光體性能：珠光體性能：強(qiáng)度較高強(qiáng)度較高, , 塑性、韌性和塑性、韌性和硬度介于滲碳體和鐵素體之間。硬度介于滲碳體和鐵素體之間。珠光體機(jī)械性能珠光體機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度極限抗拉強(qiáng)度極限/ /b b 沖擊韌性沖擊韌性a ak k 延伸率延伸率硬度硬度770 MPa770 MPa 3 310105 5 J/m J/m2 2 4 410105 5 J/mJ/m2 2 20%20%35%35%180 HB 180 HB E E點(diǎn)點(diǎn) 11481148，2.11%

27、C2.11%C 碳在碳在-Fe-Fe中的最大溶解度中的最大溶解度 P P點(diǎn)點(diǎn) 727727，0.0218%C0.0218%C 碳在碳在-Fe-Fe中的最大溶解度中的最大溶解度 水平線水平線HJBHJB : :包晶反應(yīng)線包晶反應(yīng)線 發(fā)生包晶反應(yīng)。發(fā)生包晶反應(yīng)。 水平線水平線ECFECF : :共晶反應(yīng)線共晶反應(yīng)線 發(fā)生共晶反應(yīng)。發(fā)生共晶反應(yīng)。 水平線水平線PSK PSK : :共析反應(yīng)線共析反應(yīng)線 發(fā)生共析反應(yīng)。亦稱發(fā)生共析反應(yīng)。亦稱A A1 1線。線。(2) Fe-Fe(2) Fe-Fe3 3C C相圖中重要的線相圖中重要的線 GSGS線線 A A中開(kāi)始析出中開(kāi)始析出F F臨界溫度線臨界溫度線

28、, , 稱稱A A3 3線。線。 ESES線線 碳在碳在A A中的固溶線，叫中的固溶線，叫A Acmcm線。從線。從A A中析出中析出FeFe3 3C C，叫二次滲碳體，叫二次滲碳體(Fe(Fe3 3C CIIII) )。亦是。亦是A A中開(kāi)始析出中開(kāi)始析出FeFe3 3C CIIII的臨界溫度線。的臨界溫度線。 PQPQ線線 是碳在是碳在F F中固溶線。是中固溶線。是F F中開(kāi)始析出中開(kāi)始析出FeFe3 3C CIIIIII的臨界溫度線。的臨界溫度線。 FeFe3 3C CIIIIII數(shù)量極少數(shù)量極少, , 往往予以忽略。往往予以忽略。l2 2、相區(qū)、相區(qū)l 五個(gè)單相區(qū)：五個(gè)單相區(qū)： L L

29、、 、 、 、FeFe3 3C C l 七個(gè)兩相區(qū)七個(gè)兩相區(qū): : L+L+ 、L+L+ 、L+FeL+Fe3 3C C、 + + 、 + F e+ F e3 3C C 、 + + 、 +Fe+Fe3 3C C l 三個(gè)三相區(qū)：三個(gè)三相區(qū)：即即HJB (L+HJB (L+ + + ) )、ECF(L+ECF(L+ + Fe3C)+ Fe3C)、PSK(PSK( + + + Fe3C)+ Fe3C)三條水平線三條水平線 三、典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程三、典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程 根據(jù)根據(jù)Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖相圖, , 鐵碳合金可分為鐵碳合金可分為3 3類(lèi)類(lèi)7 7種：種： (1)

30、(1)工業(yè)純鐵工業(yè)純鐵 w w(C)0.0218% (C)0.0218% (2)(2)鋼鋼 0.0218% 0.0218% w w(C)2.11% (C)2.11% 亞共析鋼亞共析鋼 0.0218%0.0218%w w(C)0.77%(C)0.77% 共析鋼共析鋼 w w(C) = 0.77%(C) = 0.77% 過(guò)共析鋼過(guò)共析鋼 0.77%0.77%w w(C)2.11% (C)2.11% (3)(3)白口鑄鐵白口鑄鐵 2.11%2.11%w w(C)6.69% (C)6.69% 亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵 2.11% 2.11% w w(C)4.3%(C)4.3% 共晶白口鑄鐵共晶白口

31、鑄鐵 w w(C) = 4.3%(C) = 4.3% 過(guò)共晶白口鑄鐵過(guò)共晶白口鑄鐵 4.3% 4.3% w w(C)6.69% (C)6.69% n1 1、工業(yè)純鐵的結(jié)晶、工業(yè)純鐵的結(jié)晶過(guò)程過(guò)程 n合金液體在合金液體在1-21-2點(diǎn)間點(diǎn)間轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?，3-43-4點(diǎn)間點(diǎn)間 ，5-65-6點(diǎn)間點(diǎn)間 。到到7 7點(diǎn)，從點(diǎn)，從 中析出中析出FeFe3 3C C。室溫平衡組織為室溫平衡組織為F+FeF+Fe3 3C CIIIIII純鐵的室溫平衡組織純鐵的室溫平衡組織 F F呈白色塊狀呈白色塊狀; Fe; Fe3 3C CIIIIII量極少量極少, , 呈小白片呈小白片狀分布于狀分布于F F晶界處。晶

32、界處。 若忽略若忽略FeFe3 3C CIIIIII, , 則組織全為則組織全為F F。室溫平衡組織室溫平衡組織: : F+ FeF+ Fe3 3C CIIIIIIn2 2、共析鋼的結(jié)晶過(guò)程、共析鋼的結(jié)晶過(guò)程 1 12 2點(diǎn)點(diǎn) L+AL+A2 23 3點(diǎn)點(diǎn) A A 3 333點(diǎn)點(diǎn) APAP 334 4點(diǎn)點(diǎn) P P 共析鋼的室溫共析鋼的室溫平衡組織為平衡組織為: : P P n珠光體珠光體在光鏡下呈指紋在光鏡下呈指紋狀狀. .l珠光體中的滲碳體稱珠光體中的滲碳體稱共共析滲碳體。析滲碳體。lS S點(diǎn)以下，共析點(diǎn)以下，共析 中析中析出出FeFe3 3C C，與共析，與共析FeFe3 3C C結(jié)合不易

33、分辨。結(jié)合不易分辨。室溫組室溫組織為織為P P. .珠光體珠光體Qn3 3、亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程、亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程 +Fe3CGSPABJH1 12 2點(diǎn)點(diǎn) L+L+。2 222點(diǎn)點(diǎn) L+L+A A 反應(yīng)結(jié)束還有反應(yīng)結(jié)束還有L L223 3點(diǎn)點(diǎn) L+AL+A3 34 4點(diǎn)點(diǎn) A A4 45 5點(diǎn)點(diǎn) A+FA+F5 555點(diǎn)點(diǎn) A AP P F F不變化不變化 556 6點(diǎn)點(diǎn) P+FP+F4040鋼的室溫平衡組織鋼的室溫平衡組織 F F呈白色塊狀呈白色塊狀; P; P呈層片狀呈層片狀, , 放大倍數(shù)不高時(shí)放大倍數(shù)不高時(shí)呈黑色塊狀。呈黑色塊狀。 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.6%0.6%的亞共析

34、鋼的亞共析鋼, , 室溫平衡室溫平衡組織中的組織中的F F呈白色網(wǎng)狀呈白色網(wǎng)狀, , 包圍在包圍在P P周?chē)?。周?chē)?含含0.4%C0.4%C的亞共析鋼的亞共析鋼組織組成物組織組成物為為F F和和P P。 室溫平衡組織室溫平衡組織: : F+PF+Pn4 4、過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程、過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程 1 12 2點(diǎn)點(diǎn) L+AL+A2 23 3點(diǎn)點(diǎn) A A3 34 4點(diǎn)點(diǎn) AFeAFe3 3C CIIII, , Fe Fe3 3C CIIII呈網(wǎng)狀分布呈網(wǎng)狀分布 在在A A晶界上。晶界上。4 444點(diǎn)點(diǎn) APAP ， FeFe3 3C CIIII不變化。不變化。445 5點(diǎn)點(diǎn) P+FeP+Fe3

35、3C CIIIIT12T12鋼的室溫平衡組織鋼的室溫平衡組織 Fe Fe3 3C CIIII呈網(wǎng)狀分布在層片狀呈網(wǎng)狀分布在層片狀P P周?chē)?。周?chē)?含含1.2%C1.2%C的過(guò)共析鋼的的過(guò)共析鋼的組成相組成相為為F F和和FeFe3 3C C 組織組成物組織組成物為為FeFe3 3C CIIII和和P P： P+Fe P+Fe3 3C CIIIIn5 5、共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程、共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程 1 111點(diǎn)點(diǎn) L LLeLe即即L L(A+Fe(A+Fe3 3C)C)。112 2點(diǎn)點(diǎn) Le Le中的中的A A析出析出FeFe3 3C CIIII。 此時(shí)的萊氏體由此時(shí)的萊氏體由A+ FeA+

36、 Fe3 3C CIIII+ Fe+ Fe3 3C C組成。組成。2 222點(diǎn)點(diǎn) A AP P，高溫萊氏體高溫萊氏體LeLe轉(zhuǎn)變成低溫萊氏體轉(zhuǎn)變成低溫萊氏體 Le(P+ FeLe(P+ Fe3 3C CIIII+ Fe+ Fe3 3C)C)。223 3點(diǎn)點(diǎn) LeLen共晶白口鐵室溫組織為共晶白口鐵室溫組織為L(zhǎng)e (P+ FeLe (P+ Fe3 3C)C), , 它保留了它保留了共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)特征。共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)特征。nLeLe由黑色條狀或粒狀由黑色條狀或粒狀P P和白色和白色FeFe3 3C C基體組成?；w組成。 n共晶白口鑄鐵的共晶白口鑄鐵的組織組成物：組織組成物：全為全為L(zhǎng)eL

37、e, , n組成相：組成相：F F和和FeFe3 3C C。n6 6、亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程、亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程1 12 2點(diǎn)點(diǎn) L+AL+A。2 222點(diǎn)點(diǎn) LLe, LLe, 共晶反應(yīng)結(jié)共晶反應(yīng)結(jié)束束 時(shí)時(shí):A+Le:A+Le223 3點(diǎn)點(diǎn) A A晶界析出晶界析出FeFe3 3C CII II 組織為組織為 A+FeA+Fe3 3C CIIII+Le+Le3 333點(diǎn)點(diǎn) AP; AP; 高溫萊氏體高溫萊氏體LeLe轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體LeLe334 4點(diǎn)點(diǎn) P+FeP+Fe3 3C CIIII+Le+Le亞共晶白口鑄鐵的室溫平衡亞共晶白口鑄鐵的室溫平衡組織組織室溫平衡組織室

38、溫平衡組織: : P+FeP+Fe3 3C CIIII+Le+Le 網(wǎng)狀網(wǎng)狀FeFe3 3C CIIII分布在粗大塊狀分布在粗大塊狀P P的周?chē)闹車(chē)? Le, Le由由條狀或粒狀條狀或粒狀P P和和FeFe3 3C C基體組成?；w組成。 亞共晶白口鑄鐵的亞共晶白口鑄鐵的組成相組成相為為F F和和FeFe3 3C C; ; 組織組成物組織組成物: :P P、FeFe3 3C CIIII、LeLe。 n7 7、過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程、過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程n合金先從合金先從L L中結(jié)晶出中結(jié)晶出FeFe3 3C CI I。n然后然后L L發(fā)生共晶反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)生共晶反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)eLe。 共析溫度

39、時(shí)高溫萊氏體共析溫度時(shí)高溫萊氏體LeLe轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏厝R氏體LeLe。得到。得到 Fe3CFe3CI I+Le+Le DFK3Fe3C124 Fe Fe3 3C CI I呈長(zhǎng)條狀呈長(zhǎng)條狀 LeLe由黑色條狀或粒狀由黑色條狀或粒狀P P和白色和白色FeFe3 3C C基體組成?；w組成。 過(guò)共晶白口鑄鐵的室溫平衡組織過(guò)共晶白口鑄鐵的室溫平衡組織室溫平衡組織：室溫平衡組織： FeFe3 3C CI I+Le+Len組織組成物與相組織組成物與相組成物標(biāo)注區(qū)別組成物標(biāo)注區(qū)別主要在主要在 +Fe+Fe3 3C C和和 +Fe+Fe3 3C C兩個(gè)相區(qū)兩個(gè)相區(qū). . +Fe+Fe3 3C C相

40、區(qū)中有相區(qū)中有四個(gè)組織四個(gè)組織組成物組成物區(qū)，區(qū)， +Fe+Fe3 3C C相區(qū)相區(qū)中有中有七個(gè)組織七個(gè)組織組組成物區(qū)。成物區(qū)。l 8 8、組織組成物在鐵碳合金相圖上的標(biāo)注、組織組成物在鐵碳合金相圖上的標(biāo)注 + Fe3C + Fe3C FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ F ALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LeLeLe+ Fe3CLe+ Fe3CLeP+ Fe3C+LeP+ Fe3CP+FPF+ Fe3CC%溫度溫度n四、含碳量對(duì)鐵碳合金組織和性能的影響四、含碳量對(duì)鐵碳合金組織和性能的影響n1 1、含碳量對(duì)室溫平衡組織的影

41、響、含碳量對(duì)室溫平衡組織的影響 n含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關(guān)系為：含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關(guān)系為： 鋼鋼鐵素體鐵素體 亞共析鋼亞共析鋼過(guò)共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵亞共晶白口鑄鐵過(guò)共晶白口鑄鐵過(guò)共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼共析鋼白白 口口 鑄鑄 鐵鐵二次滲碳體二次滲碳體工工業(yè)業(yè)純純鐵鐵珠光體珠光體萊氏體萊氏體一次滲碳體一次滲碳體Fe3C鋼鋼 鐵鐵分分 類(lèi)類(lèi)組織組組織組成物相成物相對(duì)量對(duì)量%相組成相組成物相對(duì)物相對(duì)量量%含碳量含碳量%0 0.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體三次滲碳體n2 2、含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響、含碳量

42、對(duì)力學(xué)性能的影響n亞共析鋼隨含碳量增加，亞共析鋼隨含碳量增加，P P 量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。升高，塑性、韌性下降。n0.77%C0.77%C時(shí)，組織為時(shí)，組織為100% P, 100% P, 鋼的性能即鋼的性能即P P的性能。的性能。n0.9%C0.9%C，F(xiàn)eFe3 3C C在奧氏體晶界上形成連續(xù)網(wǎng)狀，脆性在奧氏體晶界上形成連續(xù)網(wǎng)狀，脆性變大，抗拉強(qiáng)度下降變大，抗拉強(qiáng)度下降, , 但硬度仍上升。但硬度仍上升。n2.11%C2.11%C，組織中有以，組織中有以FeFe3 3C C為基的為基的Le,Le,合金太脆。合金太脆。n3 3、 含碳量對(duì)工藝性能

43、的影響含碳量對(duì)工藝性能的影響n 切削加工性能切削加工性能: : 中碳鋼的切削加工性能比較好。中碳鋼的切削加工性能比較好。n 可鍛性能可鍛性能: : 低碳鋼可鍛性良好。低碳鋼可鍛性良好。n 焊接性能焊接性能: : 低碳鋼焊接性能好。低碳鋼焊接性能好。n 鑄造性能鑄造性能: : 共晶成分合金鑄造性能最好。共晶成分合金鑄造性能最好。4.4 4.4 凝固組織及其控制凝固組織及其控制( (自學(xué)自學(xué)) )n1 1、晶粒度、晶粒度n表示晶粒大小的尺度叫表示晶粒大小的尺度叫晶晶粒度粒度。可用晶粒的可用晶粒的平均面平均面積或平均直徑積或平均直徑表示。表示。n工業(yè)生產(chǎn)上采用工業(yè)生產(chǎn)上采用晶粒度等晶粒度等級(jí)級(jí)來(lái)表示

44、晶粒大小。來(lái)表示晶粒大小。l標(biāo)準(zhǔn)晶粒度共分八級(jí)，一級(jí)最粗，八級(jí)最細(xì)標(biāo)準(zhǔn)晶粒度共分八級(jí)，一級(jí)最粗，八級(jí)最細(xì)。通過(guò)。通過(guò)100100倍倍顯微鏡下的晶粒大小與標(biāo)準(zhǔn)圖對(duì)照來(lái)評(píng)級(jí)。顯微鏡下的晶粒大小與標(biāo)準(zhǔn)圖對(duì)照來(lái)評(píng)級(jí)。l一、結(jié)晶后的晶粒大小及其控制一、結(jié)晶后的晶粒大小及其控制n2 2、決定晶粒尺寸的因素、決定晶粒尺寸的因素n晶粒的大小取決于晶粒的大小取決于晶核的形成速度晶核的形成速度和和長(zhǎng)大速度長(zhǎng)大速度。l單位時(shí)間、單位體積內(nèi)形成單位時(shí)間、單位體積內(nèi)形成的晶核數(shù)目叫的晶核數(shù)目叫形核率形核率(N)(N)。l單位時(shí)間內(nèi)晶核生長(zhǎng)的長(zhǎng)度單位時(shí)間內(nèi)晶核生長(zhǎng)的長(zhǎng)度叫叫長(zhǎng)大速度長(zhǎng)大速度(G)(G)。lN/GN/G比值

45、越大，晶粒越細(xì)小。比值越大，晶粒越細(xì)小。因此，凡是促進(jìn)形核、抑制因此，凡是促進(jìn)形核、抑制長(zhǎng)大的因素，都能細(xì)化晶粒。長(zhǎng)大的因素，都能細(xì)化晶粒。3 3、控制晶粒度的方法、控制晶粒度的方法n 控制過(guò)冷度：控制過(guò)冷度：隨過(guò)冷度隨過(guò)冷度增加，增加，N/GN/G值增加，晶粒變值增加，晶粒變細(xì)細(xì)。n 變質(zhì)處理：變質(zhì)處理：又稱又稱孕育處理孕育處理。即有意向液態(tài)金屬內(nèi)即有意向液態(tài)金屬內(nèi)加入非自發(fā)形核物質(zhì)從而細(xì)化晶粒的方法。所加入的加入非自發(fā)形核物質(zhì)從而細(xì)化晶粒的方法。所加入的物質(zhì)叫物質(zhì)叫變質(zhì)劑變質(zhì)劑（或稱（或稱孕育劑孕育劑）。）。n 振動(dòng)、攪拌：振動(dòng)、攪拌：對(duì)正在結(jié)晶的金屬進(jìn)行振動(dòng)或攪動(dòng)，對(duì)正在結(jié)晶的金屬進(jìn)行振動(dòng)或攪動(dòng)，一方面可靠外部輸入的能量來(lái)促進(jìn)形核，另一方面也一方面可靠外部輸入的能量來(lái)促進(jìn)形核，另一方面也可使成長(zhǎng)中的枝晶破碎，使晶核數(shù)目顯著增加。可使成長(zhǎng)中的枝晶破碎，使晶核數(shù)目顯著增加。鑄鐵變質(zhì)處理前后的組織鑄鐵變質(zhì)處理前后的組織變質(zhì)處理前變質(zhì)處理前變質(zhì)處理后變質(zhì)處理后變質(zhì)處理使組織細(xì)變質(zhì)處理使組織細(xì)化。變質(zhì)劑為硅鐵化。變質(zhì)劑為硅鐵或硅