【文章內容簡介】 K0。凝固過程的實際溶質分配系數與K0往往有較大差別。*和形核功ΔG*的意義，以及為什么形核要有一定過冷度。晶核形成時，系統(tǒng)自由能變化ΔG 由兩部分組成，即作為相變驅動力的液固體積自由能之差ΔGV （負）和阻礙相變的液固界面能σLS （正） ；第一項體積自由能部分使系統(tǒng)能量降低，第二項表面自由能使系統(tǒng)能量升高。①R ＜ r*時，r↑→ΔG↑；②R = r*處時，ΔG 達到最大值ΔG*；③R ＞ r*時，r↑→ΔG↓其中，r*稱為臨界晶核半徑；對應于r*的ΔG*（最大值）稱為形核功。 過冷度ΔT 越小，形核功ΔG*越大，ΔT→0 時，ΔG*→∞，這表明過冷度很小時難以形核，也從數學上證明了為什么物質凝固必須要有一定過冷度。（314）與式（318）、式（315）與式（319），說明為什么異質形核比均勻形核容易，以及影響異質形核的基本因素和其他條件。非均質形核過冷度ΔT比均質形核臨界過冷度ΔT*小得多時就能大量成核非均質形核的形核條件（影響因素）①結晶相的晶格與雜質基底晶格的錯配度δ的影響，；②雜質表面狀態(tài)對非均質形核的影響，在曲率半徑、接觸角相同時，凹面雜質的活化粒子最多，形核率最高，平面次之，凸面最差；③過冷度的影響，非均質形核的過冷度隨金屬液冷速的增加而加大。在金屬液中存在形核能力不同的多種物質時，其形核行為與過冷度有關；過冷度越大，能促使非均勻形核外來質點所謂的種類和數量越多，非均勻形核能力越強（粗糙面和光滑面）形成的本質及其判據。①固液界面結構主要取決于晶體生長時的熱力學條件及晶面取向（密排面還是非密排面），非密排晶面（高指數晶面）作為晶體表面（固液界面）時，微觀界面結構容易成為粗糙界面；②固液微觀界面究竟是粗糙面還是光滑面主要取決于合金系統(tǒng)的熱力學性質熔融，熵越小，越容易成為粗糙界面；③晶體生長界面結構還受動力學因素影響，過冷度大時，生長速度快，界面的原子層數較多，容易形成粗糙面結構，濃度低的物質結晶時易出現(xiàn)光滑界面特征。粗糙界：α≤2；平滑型界面：α≥5；混合型：α=25一般大多數金屬和少數有機物呈粗糙界面；大部分有機物及無機物屬光滑界面？同為粗糙面光滑面，螺旋位錯生長機制與二維晶核生長機制的生長速度對過冷度的關系有何不同？固液界面的性質（光滑還是粗糙界面）決定了晶體的生長方式。①連續(xù)長大：粗糙面的界面結構，許多位置均可為原子著落，液相擴散來的原子很容易被接納與晶體連接起來。生長方向為界面的法線方向，即垂直于界面進行生長；②臺階方式長大（側面長大）：光滑界面在原子尺度界面是光滑的，單個原子與晶面的結合較弱，容易跑走，因此，只有依靠在界面上出現(xiàn)臺階，然后從液相擴散來的原子沉積在臺階邊緣，依靠臺階向側面長大。故又稱“側面長大”；①對連續(xù)長大的粗糙面生長速度為（D為原子的擴散系數，R為氣體常數，μ1為常數。連續(xù)生長方式的生長速度R1與實際過冷度ΔT成線性關系。）①；②；②二維晶核臺階生長的速度為上式（μb為常數）；③③螺旋位錯臺階生長方式的速度為上式。對二維晶核生長，在ΔT不大時，R2幾乎為零，當ΔT達到一定值時，R突然增加很快，直至與連續(xù)生長曲線相遇；繼續(xù)增大ΔT，則完全按連續(xù)方式生長；對螺形位錯生長，當位錯臺階很密時，接近于連續(xù)生長方式，生長速度比二維臺階生長要快。與二維臺階生長相比較，螺形位錯生長方式在ΔT很小時就具有一定的生長速度在；不同點：小的過冷度下，具有光滑界面結構的物質，其生長方式按螺形位錯生長；當過冷度很大時，易于按連續(xù)方式生長。晶體實際生長一般很少按二維晶核生長方式進行第 四 章 單相及多相合金的結晶從P105頁的914題中任選3題?成分過冷的大小受哪些因素的影響？“成分過冷”對單相固溶體及共晶凝固組織形貌的影響。？由前者向后者轉變得前提是什么？僅僅由成分過冷因素決定嗎？外生生長: 晶體自型壁生核，然后由外向內單向延伸的生長方式，稱為“外生生長”平面生長、胞狀生長和柱狀枝晶生長皆屬于外生生長；內生生長: 等軸枝晶在熔體內部自由生長的方式則稱為“內生生長”前提：成分過冷區(qū)的進一步加大促使外生生長向內生生長的轉變。這個轉變是由成分過冷的大小和外來質點非均質形核能力這兩個因素決定的。大的成分過冷和強生核能力的外來質點都有利于內生生長并促進內部等軸晶的形成。？枝晶間距與材料的力學性能有什么關系？因素：晶面處結晶潛熱散失條件關系：枝晶間距小，細晶強化效果顯著；成分趨于均勻化；顯微縮松、夾雜物細小且分散；熱裂紋傾向小，材料性能好，共晶組織可分為哪三類？它們各有何生長特性及組織特點？①粗糙－粗糙界面（非小晶面非小晶面），金屬金屬共晶及金屬金屬間化合物共晶多為第Ⅰ類共晶，其典型的顯微形態(tài)是有規(guī)則的層片狀，或其中有一相為棒狀或纖維狀，規(guī)則共晶長大時，兩相彼此緊密相連，相互依賴生長，兩相前方的液體區(qū)域中存在溶質的運動。這種長大方式稱之為“共生生長”。對于非共晶成分的合金，在共晶反應前初生相呈樹枝狀長大，所得組織由初晶及共晶體組成；②粗糙—光滑界面（非小晶面小晶面）, 金屬非金屬共晶屬于第Ⅱ類共晶體，長大過程往往仍是相互偶合的“共生”長大，但由于小晶面相（非金屬相）晶體長大具有強烈的方向性，且對凝固條件（如雜質或變質元素）十分敏感，容易發(fā)生彎曲和分枝而占優(yōu)勢，所得到的組織較為無規(guī)則，屬于“不規(guī)則共晶”；③光滑—光滑界面（小晶面小晶面）,非金屬非金屬屬于第Ⅲ類共晶體，長大過程不再是偶合的。所得到的組織為兩相的不規(guī)則混合物，也屬于“不規(guī)則共晶”。離異共晶分“晶間偏析型”和“暈圈型”兩種類型“晶間偏析型”離異共晶：當一相大量析出，而另一相尚未開始結晶時，將形成晶間偏析型離異共晶；形成原因有兩種，一是系統(tǒng)本身；二是由另一相的生核困難所引起。合金偏離共晶成分，初晶相長得較大，如另一相不能以初生相為襯底而生核，或因液體過冷傾向大使該相析出受阻時，初生相就繼續(xù)長大而把另一相留在枝晶間?！皶炄π汀彪x異共晶形成 ：兩相性質差別較大的非小晶面—小晶面共晶合金中能更經常地見到這種暈圈組織。由于兩相在生核能力和生長速度上的差別，第二相環(huán)繞著領先相表面生長而形成一種鑲邊外圍層的情況，此外圍層稱為“暈圈”（領先相是高熔點的非金屬相）；封閉型圈暈：如果領先相的固液界面全部是慢生長面，會被快速生長的第二相暈圈所封閉，則兩相與熔體之間就沒有共同的生長界面，而只有形成暈圈的第二相與熔體相接觸，所以原先的領先相只能依靠原子通過暈圈的擴散進行，最后形成領先相呈球團狀結構的離異共晶組織。不完整型圈暈：如果領先相的固—液界面是各向異性的，第二相只能將其慢生長面包圍住，而其快生長面仍能突破暈圈的包圍并與熔體相接觸，則暈圈是不完整的。這時兩相仍能組成共同的生長界面而以共生方式進行偶合結晶。 第 五 章 鑄件與焊縫宏觀組織及其控制第 六 章 特殊條件下的凝固與成形鑄件典型宏觀凝固組織由哪