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金属从液体状态转变为固体(晶体)状态的过程叫做金属的结晶。冷却曲线和过冷现象物质冷却过程中温度和时间的关系曲线叫冷却曲线。金属结晶的冷却曲线可用热分析法测定,其测定过程如下:先将金属熔化并使温度尽可能均匀,然后以一定的速度冷却,记录下温度间变化的数据,并将其绘制在温度-时间坐标中,便可获得如图1所示的冷却曲线。由于结晶时放出的结晶潜热补偿了金属向外界散失的热量,冷却曲线上出现了一段水平线,这段水平线所对应是温度就是金属的实际结晶温度。实验表明,金属的实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度(平衡结晶温度)T0,这种现象叫做过冷。过冷是结晶的必要条件,T1和T0之间的差值△T叫做过冷度,即△T=T0-T1。
双金属的种类甚多,其用途也较广泛,例如铝-铜复合材料或铝-铜-铝复合材料作导体可节约铜,用于高频装置、无线电装置、导线、线圈及电缆等。铝-镍双金属用于电真空技术。铜-银用于电触头材料。铜-锡用于蓄电池等。
合金生铁——用含有共生金属如铜、钒、镍等的铁矿石炼成的生铁就是合金生铁,如含钒生铁。合金生铁不同于有意识地加入一些合金元素配制成的合金铸铁。加进合金铸铁中的镍、铬、钒、钛等元素,是为了便于热处理时改善组织从而改进强度、耐磨性能等力学性能。可锻铸铁是由炼钢生铁在900~1000℃的高温下经过2~9天的长时间退火而形成的一种铸铁。可锻铸铁又根据金相组织的不同,分为黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。
弹性限:材料在外力作用下将产生变形,但是去除外力后仍能恢复原状的能力称为弹性。金属材料能保持弹性变形的大应力即为弹性限,相应于拉伸试验曲线图中的e点,以σe表示,单位为兆帕(MPa):σe=Pe/Fo式中Pe为保持弹性时的大外力(或者说材料大弹性变形时的载荷)。弹性模数:这是材料在弹性限范围内的应力σ与应变δ(与应力相对应的单位变形量)之比,用E表示,单位兆帕(MPa):E=σ/δ=tgα式中α为拉伸试验曲线上o-e线与水平轴o-x的夹角。弹性模数是反映金属材料刚性的(金属材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚性)。