成分过冷的条件_合金凝固时生长形态_成分分析(2)

3. 窄成分过冷作用下胞状组织的形成及形貌

胞状界面的成分过冷区的宽度约在0.0l~0.1cm之间，随着成分过冷的增大，界面形态呈现如下的变化过程

平面晶受干扰破坏出现胞状晶，在干扰作用下界面产生微小凸起，

在成分过冷存在时，凸起向前方和侧向生长

相邻凸起间的沟槽内溶质增加迅速，但扩散速度慢而富集，进而使熔点降低抑制侧向生长，形成一些由低熔点溶质汇集成网状沟

凸起前端由于成分过冷窄而受限制，不能自由向前方扩展

当溶质的浓集而使界面各处的液相成分达到相应温度下的平衡浓度时，界面形态趋于稳定。

胞状晶往往不是彼此分离的晶粒，在一个晶粒的界面上可形成许多胞状晶，这些胞状晶源于一个晶粒

胞状晶可认为是一种亚结构

4. 较宽成分过冷作用下的枝晶生长

随界面前成分过冷区逐渐加宽

→胞晶凸起伸向熔体更远处

→胞状晶开始向择优方向生长

→胞状晶的横断面出现凸缘

→短小的锯齿状“二次枝晶”

（胞状树枝晶）

在成分过冷区足够大时，二次枝晶上长出“三次枝晶”

5. 等轴晶的形成与内生生长

当固液界面前方成分过冷最大值Tmax大于熔体中非均质生核最有效衬底大量生核所需过冷度ΔT异，在柱状树枝晶由外向内生长的同时，界面前方这部分熔体将发生大量生核，导致许多独立的晶体在过冷熔体中自由生长，形成方向各异、各生长方向尺度相近的等轴树枝晶，即等轴晶，又称自由树枝晶

外生生长: 晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式，称为“外生生长”。平面生长、胞状生长和柱状树枝晶生长皆属于外生生长

内生生长: 等轴枝晶在熔体内部自由生长的方式则称为“内生生长”

成分过冷区的进一步加大促使外生生长向内生生长的转变。成分过冷的条件这个转变是由成分过冷的大小和外来质点非均质形核能力这两个因素决定的。大成分过冷和强生核能力质点利于内生生长

6.枝晶间距

枝晶间距：指相邻同次枝晶间的垂直距离。枝晶间距是树枝晶组织细化程度的表征。实际中，枝晶间距采用金相法测得统计平均值，通常采用的有一次枝晶（柱状晶主干）间距d1、和二次分枝间距 d2 两种。

d1是胞状晶和柱状树枝晶的重要参数； d2对柱状树枝晶和等轴晶有重要意义

枝晶间距小-细晶强化效果显著，成分趋于均匀化，显微缩松、夹杂物细小且分散，热裂纹倾向小-材料性能好

R与GL的乘积相当于冷却速度（oC/sec）。成分过冷的条件冷却速度大，二次臂枝晶间距d2越小。微量变质元素（如稀土）影响合金CL、k0、σSL，也可使二次臂枝晶间距d2减小