题目
温度梯度对晶体生长的影响:★★★★(1)多数金属凝固时的生长形态不仅与液-固界面的微观结构有关,而且取决于界面前沿液相中的温度分布情况。温度分布有两种情况:正的温度梯度和负的温度梯度。(2)在液-固界面为正的温度梯度下,晶体生长按连续生长机制,呈平面式向液相中推进,但在负的温度梯度下,晶体则呈树枝状向液体中生长。(3)在正的温度梯度下,热传导只能通过固相散除。铸件的凝固速度主要受熔化潜热的散热快慢所控制。在正温度梯度下晶体生长近似地表现为平面推进式,露出的晶面是低指数的密排面。(4)在负的温度梯度下,在原始界面前方形成了一组平行的且大致保持相同间距的枝干,因为生长时散发的熔化潜热使枝干周围的液体温度升高,所以相邻过于紧密的枝干不能形成。当树枝枝干形成后,还会在枝干上相继形成二次枝干,紧邻枝干处的液体温度Ta 高于两相邻枝干中点处的液体温度Tb,Ta>Tb。
温度梯度对晶体生长的影响:★★★★(1)多数金属凝固时的生长形态不仅与液-固界面的微观结构有关,而且取决于界面前沿液相中的温度分布情况。温度分布有两种情况:正的温度梯度和负的温度梯度。(2)在液-固界面为正的温度梯度下,晶体生长按连续生长机制,呈平面式向液相中推进,但在负的温度梯度下,晶体则呈树枝状向液体中生长。(3)在正的温度梯度下,热传导只能通过固相散除。铸件的凝固速度主要受熔化潜热的散热快慢所控制。在正温度梯度下晶体生长近似地表现为平面推进式,露出的晶面是低指数的密排面。(4)在负的温度梯度下,在原始界面前方形成了一组平行的且大致保持相同间距的枝干,因为生长时散发的熔化潜热使枝干周围的液体温度升高,所以相邻过于紧密的枝干不能形成。当树枝枝干形成后,还会在枝干上相继形成二次枝干,紧邻枝干处的液体温度Ta 高于两相邻枝干中点处的液体温度Tb,Ta>Tb。
题目解答
答案
偏析 ★★★偏析指凝固过程中产生的成分不均匀现象。分为宏观偏析和微观偏析。(1) 宏观偏析:宏观范围内的成分不均匀正常偏析:含溶质量较少的液体先凝固,所以,铸锭表层纯净,中心特别是上部偏析较严重,这是不可避免的也是无法消除的。比重偏析:由于组元间的密度相差很大,比重大者下沉,小者上浮所导致凝固组织的成分不均匀。反偏析:与正常偏析相反的情况,凝固时溶质或杂质的含量倒反趋于接近表面。液相线与固相线间隔大的合金,凝固时生成的树枝晶细而长,在铸件中心趋于凝固时,因体积收缩迫使富含溶质或杂质的液体回流到枝干间隙,因而杂质的分布渐趋表面。(2)显微偏析:晶粒内部的成分不均匀现象胞状偏析:在小的成分过冷区条件下晶体以胞状生长时胞壁富含了较多的杂质。树枝偏析:是合金在不平衡凝固并以树枝状方式生长时,先凝固的树枝枝干的溶 质或杂质含量少,树枝间隙含溶质或杂质的量多。(3)消除偏析显微偏析可以用扩散退火的方法来消除,但宏观的正常偏析则不能,现代化的连续铸造生产技术可使正常偏析大大减轻。PS:以上内容是考纲中明确列出的,需要重点掌握,之后的部分考纲没有提到,大致了解即可。
解析
步骤 1:理解温度梯度对晶体生长的影响
温度梯度是指在界面前沿液相中的温度分布情况。温度梯度可以是正的或负的,这会影响晶体的生长形态。正的温度梯度意味着温度从液相到固相逐渐降低,而负的温度梯度则相反,温度从液相到固相逐渐升高。
步骤 2:正的温度梯度下的晶体生长
在正的温度梯度下,晶体生长按连续生长机制,呈平面式向液相中推进。这是因为热传导只能通过固相散除,铸件的凝固速度主要受熔化潜热的散热快慢所控制。在正温度梯度下晶体生长近似地表现为平面推进式,露出的晶面是低指数的密排面。
步骤 3:负的温度梯度下的晶体生长
在负的温度梯度下,晶体则呈树枝状向液体中生长。在原始界面前方形成了一组平行的且大致保持相同间距的枝干,因为生长时散发的熔化潜热使枝干周围的液体温度升高,所以相邻过于紧密的枝干不能形成。当树枝枝干形成后,还会在枝干上相继形成二次枝干,紧邻枝干处的液体温度Ta 高于两相邻枝干中点处的液体温度Tb,即Ta>Tb。
温度梯度是指在界面前沿液相中的温度分布情况。温度梯度可以是正的或负的,这会影响晶体的生长形态。正的温度梯度意味着温度从液相到固相逐渐降低,而负的温度梯度则相反,温度从液相到固相逐渐升高。
步骤 2:正的温度梯度下的晶体生长
在正的温度梯度下,晶体生长按连续生长机制,呈平面式向液相中推进。这是因为热传导只能通过固相散除,铸件的凝固速度主要受熔化潜热的散热快慢所控制。在正温度梯度下晶体生长近似地表现为平面推进式,露出的晶面是低指数的密排面。
步骤 3:负的温度梯度下的晶体生长
在负的温度梯度下,晶体则呈树枝状向液体中生长。在原始界面前方形成了一组平行的且大致保持相同间距的枝干,因为生长时散发的熔化潜热使枝干周围的液体温度升高,所以相邻过于紧密的枝干不能形成。当树枝枝干形成后,还会在枝干上相继形成二次枝干,紧邻枝干处的液体温度Ta 高于两相邻枝干中点处的液体温度Tb,即Ta>Tb。