西安建筑科技大学：《冶金原理》精品课程教学资源（电子教案）第二篇 火法冶金原理 第十一章 凝固理论基础

从理论上研究洁净钢凝固过程中TiN的析出和形核规律、通过试验探讨洁净钢凝固过程TiN形核并作为铁素体非均质形核核心,以及细化连铸坯凝固组织消除宏观偏析的可能性.利用基本凝固理论计算得出了TiN在凝固初期析出的条件,并利用对比试验方法研究了TiN的实际细化效果.研究表明,通过严格的工艺控制,利用TiN形核是一种细化洁净钢凝固组织的有效手段

对不同浇铸条件下的低碳钢连铸板坯进行了凝固钩（Hook）的特征研究，根据凝固钩的形貌概括了凝固钩的不同类型，统计了凝固钩周围气泡和夹杂物的分布，讨论了不同浇铸参数对铸坯凝固钩深度的影响，并通过Bikerman方程和弯月面凝固理论对凝固钩的不同特征进行了解释.结果表明：按形貌可将凝固钩分为完整叶状、双凝固钩、弯曲截断型和二次凝固型四种类型，其中二次凝固型的凝固钩出现的概率最高为46.8%，而完整叶状、弯曲截断型和二次凝固型的凝固钩出现概率分别为25.3%、7.6%和6.3%；研究发现，凝固钩周围的夹杂物数量明显多于其他区域的夹杂物数量，说明凝固钩能够捕获结晶器内上浮的夹杂物；对比不同浇铸参数发现，采用结晶器电磁制动装置（FC-Mold）、减小结晶器水口浸入深度、增大浇铸拉速均能够减小凝固钩的深度；Bikerman方程的计算结果和弯月面凝固理论能在机理上解释凝固钩的形貌特征

以氯化氨水溶液的凝固模拟了钢锭的凝固过程。通过NH4Cl-H2O系模拟凝固试验,研究了凝固过程中温度的分布和凝固规律,实测结果与理论计算结果基本上是一致的。用着色方法直接观测了模拟模内液流运动型式和宏观偏析沟槽的形成过程,同时指出采用模内吹氩气措施可以影响两相区的结构和偏析沟槽的形成

6.1 引言 6.2 金属结晶的基本规律 6.3 纯金属结晶的基本条件 6.4 晶核的形成 6.5 晶体的生长 6.6 陶瓷和高分子的凝固 6.7 结晶理论的应用

采用\虚拟\凝固层的概念,通过对沉积坯内凝固过程的温度分布、凝固时间、虚拟凝固层厚度等参数的理论分析,建立了相应的理论模型,并求得了这些参数的数值解

基于M-S理论的基本思路建立了电流作用下的凝固界面形态稳定性动力学微分方程式,并讨论了电流强度对稳定性及凝固过程达到稳定状态时所对应的扰动频率的影响.在此基础上讨论了电流改变定向凝固单相合金枝晶间距的机理

第一节 液态结构与晶体凝固的条件 液态金属的特征 结晶的微观现象 结晶的宏观现象 金属结晶的基本条件 第二节 材料结晶时晶核的形成 THE FORMATION OF NUCLEUS AS MATERIALS CRYSTALLIZING 均匀形核 非均匀形核 第三节 材料结晶时晶核的长大 晶体长大的条件 液/固界面的构造 晶体长大机制 晶体长大形态 第四节 凝固理论的应用 铸件晶粒细化 单晶制备 定向凝固 非晶态金属的制备

Ce对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响研究结果表明:经Ce处理后,Fe-Ni膨胀合金中形成了大量的高熔点Ce2O3包芯Al2O3复合物,尺寸约为2μm.错配度理论计算表明,Ce2O3的某些低指数面与Fe-Ni膨胀合金的低指数面具有7.1%的较低错配度,因此Ce2O3作为非均匀形核核心使膨胀合金凝固组织由完全的柱状晶变为完全的等轴晶组织.Ce在凝固组织的等轴晶晶界上以Ce2O3、Ce2O2S和CeS形式存在,具有阻止晶粒长大的作用

对钢液凝固温度下各种化合物基底与钢液凝固形核相(δ-Fe和γ-Fe)的二维错配度进行了计算,并对点阵错配度与钢液非均质形核触媒效用的关系进行了分析和讨论.结果表明:基底与形核相的错配度δ越小,越有利于非均质形核.凝固过冷度的对数与基底和形核相的二维错配度近似呈线性关系.基底与形核相的错配度δ<8%,非均质形核效用显著