过冷度及其对铸态晶粒的影响

冷梦

         过冷度及其对铸态晶粒的影响
    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u度时，即开始结晶。犹如
水冷却到0℃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)，如圈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。然后以援慢的速度冷却，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，实际结晶温度下降，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/厘米平方*秒)和生长速率G (厘米/秒)

的函数。成核率愈大，生长
率愈小，则晶粒愈细。如果
过冷度达到一定的数值，成
核率N和生长率G反而会下
降，如图1-6所示。这是由
于温度太低时，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。