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什么是过冷度?过冷度对铸态晶粒有哪些影响?

2016-01-06 17:00:00
  每种金属都存在着一定的平衡结晶温度(用T。表示)。当液态金属冷却到低于这一温度时,即开始结晶。犹如水冷却到CTC以下就要结冰一样。在平衡温度下,液态金属与晶体处于平衡状态,这时既不结晶也不熔化。只有冷却到低于平衡结晶温度,才能有效的进行结晶。因而,实际结晶温度总是低于平衡结晶温度的,两者之差称为过冷度(n),如图1-5所示。
 
  由图看出,过冷度的大小与冷却速度有关,冷却愈快,过冷度愈大。用热分析法测定金属的结晶温度时,先将金属熔化并使其温度尽可能均匀。然后以緩慢的速度冷却,并记录下温度随时间的变化曲线。当金属开始结晶时,由于放出结晶潜热,在冷却曲线上出现一水平线(温度不变),这段水平线所对应的温度即实际结晶温度(用Tn表示)。当散热速度加快时,实际结晶温度下释,即过冷度增大。
  实践证明,过冷度愈大,铸态金属的晶粒也愈细。晶粒大小是成核率N(成核数目/CM²·秒)和生长速率(厘米/秒)的函数。成核率愈大,生长率愈小,则晶粒愈细。如果过冷客达到一定的数值,成核率和生長率反而会下降,如图1-6所示。这是由于海度太低时,原子扩散能力降低,由此而限制了结晶的速度。工业生产中的金属及合金,一般不可能达到这样大的过冷度。只有在某些盐类的结晶过程中,才能观察到这种现象。
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