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答案

液相中只有有限擴(kuò)散時(shí)形成“成分過(guò)冷”的判據(jù)。

解析

影響成分過(guò)冷的因素有溫度梯度、結(jié)晶速度、相圖上液相線的斜率、液相中溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)、平衡分配系數(shù)。

液相中溫度梯度GL越小，成份過(guò)冷越大；生長(zhǎng)速度R越大，成份過(guò)冷越大；液相線斜率mL越大，成份過(guò)冷越大；合金原始成分C0越大，成份過(guò)冷越大；擴(kuò)散系數(shù)DL越小，成份過(guò)冷越大；分配系數(shù)K0越小，成份過(guò)冷越大。

凝固時(shí)由于溶質(zhì)再分配造成固液界面前沿溶質(zhì)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(nèi)形成的過(guò)冷。這種由固-液界面前方溶質(zhì)再分配引起的過(guò)冷，稱為成分過(guò)冷。由界面前方的實(shí)際溫度和液相線溫度分布兩者共同決定。

擴(kuò)展知識(shí)

固溶體凝固時(shí)，若不出現(xiàn)成分過(guò)冷，晶體生長(zhǎng)形態(tài)基本上與純金屬相似，例如在正的溫度梯度下，液—固相界面基本上保持平面狀向前推移。

合金凝固時(shí)溶質(zhì)要發(fā)生重新分布，當(dāng)擴(kuò)散不充分時(shí)，就造成先后凝固部分的成分有明顯的差別，這就是前面已分析過(guò)的宏觀偏析，它在很大的程度上取決于液體中溶質(zhì)的混合情況。

實(shí)際上，合金凝固時(shí)通常出現(xiàn)成分過(guò)冷。 當(dāng)在液—固相界面前沿有較小的成分過(guò)冷區(qū)時(shí)，平面生長(zhǎng)就不穩(wěn)定，如固相表面上有某些偶然凸起的部分，它們就伸入過(guò)冷區(qū)中，其生長(zhǎng)速度加快而進(jìn)一步凸向液體，使界面形成胞狀組織。

如果界面前沿的成分過(guò)冷區(qū)甚大，則凸出部分就能繼續(xù)伸向過(guò)冷液相中生長(zhǎng)，同時(shí)在其側(cè)面產(chǎn)生分枝，這樣就形成樹(shù)枝狀組織。