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2、一直体金庸从岚力字令度加热到熔点时体积的总膨胀量.(热力学零度一绝对零度,认为一切原子停止振动)在熔点处,金属的电阻和粘度也有一个突变.在固液转变(液-固转变)时,史收大量热(结晶潜热),温度却不升高.热转变成内能,原子的混乱度增加,有序变为无序。2一、熔化热;熔化熵外界供给的潜热由两部分组成,即熔化时引起的内能变化,和体积变化引起的膨胀功,可以表示为:5gq=qH=dqy+xP(2-1)金属熔化时体积变化很小,PM顶的值很小,可忽略。熄化热主要代表了内能变化。金属的熔化热在2w40kI/mol范围内。蒸发热60人340kKJ/mol范围内,金属的熔化热比蒸发热小得多。在等温等压下,熵值的增加
3、为:烟霆宴聿-甄疃雹萼体系的熵是有构型熨和运动熵两部分组成,构型熵是不同原子的混合,原子的排列和取向对熵的贡献,运动熵是原子运动形态对熵的贡献,熔点时固态和液态的运动熵差别相差不大,所以熔化熵主要代表了原子排列混乱度的变化。二、液态金属的特点及其遗传性固相和液相的扩散系数D、DL相差很大,D通常为10-sem2/s,而固相的扩散系数D通常为108ems,相差1000倍.而钢中Mm的Ds值为10-1ema/s,相差百万倍.研究发现,液态金属中有一定的近程有序结构,或近邻原子的配位关系,离熔点越近,有序或配位关系越明显.合肥工业大学的研究发现,波态金属随温度的升高,其电阻率等物理性能有连续的有规律
4、的非线性变化.金属的遗传性:炉料的组织和缺陷对凝固后铸件或毛坯的组织和缺陷有影响、在液体合金中加入合金元素后,改变了合金中元素与元素之间的相互作用,进而影响凝固后铸件或毛坯的组织,液体金属或合金的结构(如过冷度、浑化程度等)不同对凝固后铸件或毛坯的组织有影响,这些影响液体金属或合金熔体结构进而影响凝固后锴件或毛坯的组织与性能称金属或合金的遗传性。$2-2相变二元合金的稳定相平衡热力学只研究相变、化学反应的方向,判断能否进行。动力学研究相变、化学反应进行的程度,反应进行的快慢。濮国热力学主要研究金属濮回过程中各种两相的影及固液界响等。的溶质成分、的热力学条件,平衡或非平衡条件下固-液压力、晶体曲
5、率吉布期自由能温度罚2-11纯金属液相自由H相自能GS随温度能G和的变化一、纯组元对于纯金属,如图2一11所示。当Tu时,Gr=Gs,处于平衡转变温度,从液相中生成固相的自由能变化为;(克分子自由能)A4G=AJ*-TxAS“=048*=A4H/T4*一结晶潜热,也称为焰。4S一熔融熵,原子运动的混乱程度。仁态的自由能A一表示处于熔点平街;若TATw.则:AG=AH-TizASX0在过冷度人T=TyurT不大的情况下,近似认为丿H、人$不随温度变化,则:A4G4H-TyASxAH*+-TAS=AH+TAHX/T=AH*+(Tr7T)/Ty=(ATTyA熔化时呆热,4H为负;濮固时放热:A为正。
6、从液相到固相转变的自由能变化与潜热有关,也与过冷度有关,过冷度越大,自由能变化越大,凝固的驱动力越大,凝固越容易进行。金属形核理论指出,A7XTy的极限在0.3倍左右,金属气相沉积可获得更大的过冷度。、压力对纯组元平衡熔点的影响反应系统的压力改变,引起液相和固相自由能的变化为:4Ge=PAP-SdT47一压力改变引起的平衡温度变化4GL=王dP-SLdTG:,Gu几仁,SsSu一固液两相的自由能、体积、炼平衡时:,dGy=VCG,厂AP-SydT,=队0P-SuAT,(历-历)dP=(S-8L)47压力引起的平衡温度变化:47,/4P=(-历)/(8:-8)47,一平衡熔点的改变平衡时,AG=G,-Gy=AH-TyAS-0ASAHT,厂-厂=口5n8,=A变换上式,得到:4TyUP0;47y/4P一0若凝固时体积增加,AF0,d7,/dP二0当凝固体积增加时,如果压力增加,平衡温度降低;反之,凝固体积减小时,压力增加,平衡温度升高。压力小时,变化不大,纯铝凝固时体积收缩,当压力达到5GPa时,熔点升高200多度。10
