实际凝固过程:实际上溶质不可能达到完全均匀的,由于固相扩散系数远小于在液相中的扩散系数,一般不考虑固相内部的原子扩散,仅讨论液相中的溶质原子混合均匀程度的问题固相无扩散,液相完全混合(缓慢扩散)三种情况固相无扩散,液相部分混合(中速扩散)固相无扩散,液相完全不混合(快速扩散)
实际凝固过程:实际上溶质不可能达到完全均匀 的,由于固相扩散系数远小于在液相中的扩散系数, 一般不考虑固相内部的原子扩散,仅讨论液相中的溶 质原子混合均匀程度的问题 三种情况 固相无扩散,液相完全混合(缓慢扩散) 固相无扩散,液相部分混合(中速扩散) 固相无扩散,液相完全不混合(快速扩散)
(缓慢凝固)1.F固相无扩散,液相完全混合液相通过搅拌、对流、扩散溶质完全混合开始一中前期:L/S界面浓度-L相多溶质在L相富集L相浓度变化小S相浓度低距离中期一中后期L相减少浓度增加S相kgC2浓度开始增大后期:L相很少浓度明显增加S相浓度快速增大
1. 固相无扩散,液相完全混合(缓慢凝固) 液相通过搅拌、对流、扩散——溶质完全混合
2. 固相无扩散,液相部分混合(中速凝固)L相:界面溶质原子堆积界面层扩散不够快一一溶质部分混合初始过渡区起始:L/S界面浓度S/L推进L相界面层浓度增大S相溶质排出速度一界面层溶质排出速度堆积稳定,k变为常数一一初始过渡区S相浓度快速增大距离中期:L相:界面层稳定,远端浓度渐增S相:浓度渐增后期:L相浓度大结晶出高浓度S相
2. 固相无扩散,液相部分混合(中速凝固) L相:界面层扩散不够快——溶质部分混合——界面溶质原子堆积
3. (快速凝固)固相无扩散,液相完全不混合液相:仅有扩散-溶质堆积起始:L/S界面浓度L/S推进很快L相:界面层溶质堆集很快瞬态过渡区变窄S相:浓度很快增大到C.并稳定距离中期:L相:界面层堆积非常严重远端保持CS相:保持Co后期:终端态区L相浓度大一一结晶出高浓度S相
3. 固相无扩散,液相完全不混合(快速凝固) 液相:仅有扩散——溶质堆积
4.正常凝固溶质分布综合比较ko<l液相完全不混合CoaC液相部分混合dbCoko液相完全混合结论:冷速越快——液相越不均匀——固相越均匀——宏观偏析|原因:界面堆积越快达到稳定一一固相达到稳定越快
4. 正常凝固溶质分布综合比较 结论: 冷速越快——液相越不均匀——固相越均匀——宏观偏析↓ 原因: 界面堆积越快达到稳定——固相达到稳定越快