连铸钢水质量控制课件.ppt

由上式可知：?过冷度△T是钢水结晶的必要条件。?过冷度△T越大，△G越负，结晶越容易。?要得到过冷度，系统自由能必须减少，而自由能减少就是内能的减少，内能是以潜热形式放出的，结晶是个放热过程。然而，一定的过冷度只是必要条件，并不是说只要具有合适的过冷度，金属结晶就必然发生。3.过冷与形核第23页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三3.过冷与形核凝固的基本条件--结构条件液态结构模型：微晶无序模型（准晶体模型）结构起伏（相起伏）：不断变换着的近程有序原子集团，大小不等，时而产生，时而消失，此起彼伏，与无序原子形成动态平衡，这种结构不稳定现象称为结构起伏。第24页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三3.过冷与形核形核--均质形核分为均质形核和非均质形核?均质形核：（Homogeneousnucleation)由游动的原子团簇自己逐渐长大而形成晶核的过程，也称为自发形核。?非均质形核：（Heterogeneousnucleation)在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核或非自发形核。第25页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三对均质形核而言：?达到一定过冷度后，液态金属中结构相似、体积微小、近程有序的“原子集团”转变成规则排列而稳定下来成为晶核。?液体的体积自由能大，固体的体积自由能小。?但在液体中形成固体时，会产生表面能。即在形核过程中，体积自由能减小，表面能增大，只有体积自由能减小的趋势大于表面能增大的趋势时，晶核才能稳定。3.过冷与形核第26页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三3.过冷与形核对均质形核而言该过程的系统自由能变化为：该部分是结晶的驱动力第27页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三3.过冷与形核但是，当晶核形成以后，产生了液-固界面，出现界面自由能。A液固界面面积，界面能。这部分是结晶的阻力这样，均质形核的自由能变化实际是两个自由能的代数和。即：第28页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三界面张力：作用在液体表面单位长度上的力，它正好抵消相反方向使面积增加的外拉力，叫做界面张力。界面能3.过冷与形核第29页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三3.过冷与形核假设析出晶核为球形，有下式：则上述代数和为：第30页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三?如图，ΔG总随变化曲线有一最高值。相当于曲线最高值对应的r就是晶核的临界尺寸以rc来表示。?当能量涨落，晶坯可能达到临界尺寸时，晶核才可能出现，结晶才会开始。否则，即使液体有了过冷度，也不会进行结晶。3.过冷与形核第31页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三关于连铸钢水质量控制第1页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三要想使连铸生产稳定高效地进行，并且保证铸坯质量，首先要准备好成分、温度、脱氧程度及纯净度都合格的钢水。这里重点介绍钢水温度的要求。另外，炼钢工序和连铸工序要紧密配合，步调一致。第2页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三第一节

钢水温度控制第3页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三1.液体与固体物质的三种存在形态：固体、液体、气体?固体：能够抵抗来自外部的剪切力，能够自己保持其原有形状。在晶体物质的结构中，原子在空间上是按规则的几何形状排列的，远程有序。?气体：原子或分子在空间上的排列是无序的。PV=RT第4页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三1.液体与固体?液体：只能抵抗很小的剪切力，其外形取决于容器形状，可以流动。?凝固：液态—固态的过程，因此液态金属的结构对凝固后的组织会有影响。?液态金属的结构？第5页，讲稿共43页，2023年5月2日，星期三液态的结构结构：长程无序而短程有序。特点：（与固态相比）原子间距较大、原子配位数较小、原子排列较混乱。1.液体与