簡介

成分過冷:凝固時由於溶質再分配造成固液界面前沿溶質濃度變化,引起理論凝固溫度的改變而在液固界面前液相內形成的過冷。這種由固-液界面前方溶質再分配引起的過冷,稱為成分過冷。由界面前方的實際溫度和液相線溫度分布兩者共同決定。
成分過冷不僅受熱擴散的控制,更受溶質擴散的控制。
必備條件
成分過冷必須具備兩個條件:第一是固-液界面前沿溶質的富集而引起成分再分配;第二是固~液界面前方液相的實際溫度分布,或溫度分布梯度必須達到一定的值。
對合金而言,其凝固過程同時伴隨著溶質再分配,液體的成分始終處於變化當中,液體中的溶質成分的重新分配改變了相應的固液平衡溫度,這種關係有合金的平衡相圖所規定。利用“成分過冷”判斷合金微觀的生長過程。
在固相無擴散,液相有限擴散條件下的定向凝固過程中,保持平界面凝固的成分過冷判據為:GL≥-mL(1-k)C0/kDL.其中GL為凝固界面前沿溫度梯度,R為凝固速率,mL為液相線斜率,k為溶質平衡分配係數,C0為溶質濃度,DL為溶質擴散係數。
成分過冷對合金凝固組織形態的影響
隨著成分過冷度從小變大,使界面成長形狀從平直界面向胞狀和樹枝狀發展。