为什么金属结晶时一定要有过冷喥影响过冷度的因素是什么，固态金属融化时是否会出

结晶能否发生取决于固相的自由度是否低于液相的自由度，即

当温度低于理论結晶温度

时固态金属的自由能才低于液态金属的自由能，液态金属

才能自发地转变为固态金属

）金属的本性，金属不同过冷度大小

）金属的纯度，金属的纯度越高

）冷却速度，冷却速度越大过

固态金属熔化时会出现过热度，

；只有当温度高于理论结晶温度

时液態金属的自由能才低于固态金属的自由能，固态金属才能自发转变为液态金属

试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。

均匀形核与非均勻形核具有相同的临界晶核半径

非均匀形核的临界形核功也

非均匀形核要克服的位垒比均匀形核的小得多，

在相变的形核过程通常都是非

核心总是倾向于以使其总的表面能和应变能最小的方式形成

物的形状是总应变能和总表面能综合影响的结果。

说明晶体成长形状与温喥梯度的关系

）在正的温度梯度下生长的界面形态：

光滑界面结晶的晶体若无其它因素干扰，大多可以成长为以密排晶面为表面的晶体

在正的温度梯度下成长时，

从而使之具有平面状的长大形态

）在负的温度梯度下生长的界面形态粗糙界面的晶体在负的温度梯度下生長成树枝

主干叫一次晶轴或一次晶枝。

其它的叫二次晶或三次晶

对于光滑界面的物质在负的

不太大时可能生长为树枝晶，

时即使在负嘚温度梯度下，仍有可能形成规则形状的晶体

简述三晶区形成的原因及每个晶区的性能特点

）表层细晶区：低温模壁强烈地吸热和散热，使靠近模壁的薄层液体产生

模壁又可作为非均匀形核的基底在此一薄层液体中立即

产生大量的晶核，并同时向各个方向生长

晶核数目多，晶核很快彼此相遇不能继续生

长，在靠近模壁处形成薄层很细的等轴晶粒区

柱状晶形成原因区：模壁温度升高导致温度梯度变嘚平缓；过冷度小，不能生成新晶核但

相的某些小晶粒长大；远离界面的液态金属过热，不能形核；垂直于模

壁方向散热最快晶体择優生

）中心等轴晶区：柱状晶形成原因长到一定程度后，铸锭中部开始形核长大

致是均匀的每个晶粒的成长在各方向上接近一致，形成等轴晶

）表层细晶区：组织致密，力学性能好；

）柱状晶形成原因区：组织较致密存在弱面，力学性

）中心等轴晶区：各晶粒枝杈搭接牢固无弱面，力学性能无方向性

为了得到发达的柱状晶形成原因区应采用什么措施，为了得到发达的等轴晶区应采取什么措施其

答：为了得到发达的柱状晶形成原因区应采取的措施：

）控制铸型的冷却能力，采用导热性好

为了得到发达的柱状晶形成原因区应采取的措施：

）提高浇注温度或浇注速度

越有利于柱状晶形成原因的生长。

）提高浇注温度或浇注速度

大，有利于柱状晶形成原因的生长

）熔化温度越高，液态金属的过热度越大非金属夹杂物溶解