【凝固|凝固科学基础：6-3影响晶粒结构的因素】1、6 凝固组织及其控制凝固组织及其控制 6 凝固组织及其控制凝固组织及其控制 6.1晶粒组织晶粒组织 6.2铸态宏观组织铸态宏观组织 6.3影响晶粒结构因素影响晶粒结构因素 6.4非晶态固体、准晶、纳米晶、微晶非晶态固体、准晶、纳米晶、微晶 6.5凝固组织控制凝固组织控制 6.6熔焊金属的凝固熔焊金属的凝固 6.4 影响晶粒结构的因素影响晶粒结构的因素 晶粒的形状、尺寸和取向受四个因素控制晶粒的形状、尺寸和取向受四个因素控制 成分成分 热流热流 熔体状况熔体状况 流动流动 已讨论过 ， 除非极纯的熔体 ， 均质形核是不大可能发生的 。
已讨论过 ， 除非极纯的熔体 ， 均质形核是不大可能发生的 。
异质形核是最寻常的 。

2、方式 。
异质形核是最寻常的方式 。
工业金属的凝固总是异质形核 。
工业金属的凝固总是异质形核 。
针对异质形核讨论针对异质形核讨论 6.4.1 成分成分 成分决定结晶的基本模式 ， 决定相的组成和分配系数成分决定结晶的基本模式 ， 决定相的组成和分配系数k ，决定成分过冷趋势的基本参数（决定成分过冷趋势的基本参数（TL-TS）/D值 。
值 。
结晶温度范围窄结晶温度范围窄的合金一般为逐层凝固方式 ， 有利于形成的合金一般为逐层凝固方式 ， 有利于形成 柱状晶 。
凝固时柱状晶 。
凝固时固液共存区域宽的合金固液共存区域宽的合金 ， 倾向形成等轴晶 。
， 倾向形成等轴晶 。
导热性能比较差的材料导热性能比较差的材料 ， 容易保持较高的温度梯度 ，。

3、如不 ， 容易保持较高的温度梯度 ， 如不 锈钢、硅钢和高碳钢 ， 柱状晶都比较发达 。
锈钢、硅钢和高碳钢 ， 柱状晶都比较发达 。
如：不锈钢锭常常是以枝状晶如：不锈钢锭常常是以枝状晶 方式长大的单一方式长大的单一相柱状晶组织 ， 相柱状晶组织 ，无或很少激冷区无或很少激冷区 6.4.2 热流热流 晶粒的形态晶粒的形态决定于界面的稳定性 。
决定于界面的稳定性 。
晶粒的尺寸晶粒的尺寸决定于结晶中心（异质形核和枝晶断臂）数目决定于结晶中心（异质形核和枝晶断臂）数目 和晶体长大速度的比值 。
和晶体长大速度的比值 。
它们都取决于冷却速度（它们都取决于冷却速度（K/s）凝固速度（）凝固速度（m/s）和）和 温度梯度（温度梯度（K 。

4、/m）值 ， 都受热流控制 。
热流也是决定成分）值 ， 都受热流控制 。
热流也是决定成分 过冷趋势的一个基本参数 。
过冷趋势的一个基本参数 。
一个铸件凝固时可能出现多种热流条件 ， 因此可能形成多一个铸件凝固时可能出现多种热流条件 ， 因此可能形成多 种晶粒结构 。
种晶粒结构 。
主要考虑主要考虑冷却速度和冷却速度和G/R值值 冷却速度冷却速度 在常规条件下 ， 一个基本趋在常规条件下 ， 一个基本趋 向是向是冷却速度越高 ， 凝固速冷却速度越高 ， 凝固速 度越大 ， 凝固组织越细化度越大 ， 凝固组织越细化 ，固态相变阶段也如此 。
固态相变阶段也如此 。
合金合金 的枝晶臂间距主要取决于其的枝晶臂间距主要取决于其 冷却速度冷却速度 。
在所有结晶 。

5、过程 ， 在所有结晶过程 ， 缓慢地冷缓慢地冷 却却时 ， 形核速度总是低于长时 ， 形核速度总是低于长 大速度 ， 晶体有比较充分的大速度 ， 晶体有比较充分的 生长条件 ， 亦有利于柱状晶生长条件 ， 亦有利于柱状晶 生长 。
生长 。
冷却速度的影响因素冷却速度的影响因素 冷却速度受冷却速度受浇注温度 ， 铸型材料 ， 铸型温度和铸件尺寸浇注温度 ， 铸型材料 ， 铸型温度和铸件尺寸 和结构等影响 。
和结构等影响 。
浇注温度浇注温度是容易控制的因素 。
低温浇注有利于增加结晶是容易控制的因素 。
低温浇注有利于增加结晶 中心（异质形核） ， 形成等轴晶和细化晶粒 。
中心（异质形核） ， 形成等轴晶和细化晶粒 。
加大导热加大导热 速度已经是实用技术 。
速度已经是实用 。

6、技术 。
如：在工艺允许时砂型内使用厚如：在工艺允许时砂型内使用厚 冷铁 。
冷铁 。
G/R比值比值 G和和R随冷却速度提高而增大 ， 随冷却速度提高而增大 ， 对晶粒结构的影响取决对晶粒结构的影响取决 于其比值于其比值G/R 。
足够高的足够高的G/R值和激冷都有利于形成柱状晶 。

稿源：(未知)

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标题：凝固|凝固科学基础：6-3影响晶粒结构的因素