金属热加工原理 材料加工 铸锻部分 金属凝固过程.ppt

§7-2 单相合金的非平衡凝固• 单相合金：结晶过程只析出一相；其 中纯金属是特例• 多相合金：结晶过程析出两个以上新 相的合金1一、成分过冷热过冷：仅由熔体实际温度分布所决定的过冷状态热过冷度：ΔTk=Tm-Tx （Tm-理论凝固温度，TX-实际温度）成分过冷：由溶质再分布导致界面前沿熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷由界面前方的实际温度和熔体内的液相线温度分布两者共同决定234“成分过冷”条件和判据• “成分过冷”的形成条件分析（K0＜1 情况下) ：→ 界面前沿形成溶质富集层 → 液相线温度TL(x′)随x′增大上升 → 当GL（界面前沿液相的实际温度梯度）小于液相线的斜率时，即:出现“成分过冷” 56• 液相中只有有限扩散时形成“成分过冷”的判据• 液相部分混合时形成“成分过冷”的判据 7由判据 可见，下列条件有助于形成“成分过冷”：• 液相中温度梯度小（G L小）；• 晶体生长速度快，R大；• m L大，即陡的液相线斜率；• 原始成分浓度高，C 0大；• 液相中溶质扩散系数 D L低；• K 0＜1 时，K 0 小；K 0＞1 时，K 0 大工艺因素材料因素8“成分过冷”的本质（1）溶质富集使平衡结晶温度大为降低，减小了实际过冷度，甚至阻碍晶体生长。

2）成分过冷使界面不稳定，将不能保持平面 9二、凝固界面的稳定性1. (不出现成分过冷)热过冷对金属或合金凝固界面的影响1）界面前方无热过冷下的平面生长条件：GL> 0即界面前的液体中具有 正的温度梯度102）热过冷作用下的晶体生长条件：GL晶向生长密排六方为（ ）方向生长体心正方为晶向立方晶系枝晶的生长方向a）小平面生长 b）非小平面生长 18（b）枝晶间距：相邻同次枝晶之间的垂直距离一次枝晶间距（ 主干间距）：二次枝晶间距：主要取决于潜热的散热条件，即冷却速度枝晶间距小，组织细密，偏析小，性能好。