碳钢、低合金熔合区附近的温度梯度为300～80℃/mm，液固相线的温度差约为( )℃。
A.20
B.30
C.40
D.50
A、液相线以上
B、固相线以下
C、固相线以上
D、液相线以下
合金从开始凝固到全部凝固终了的（）叫做凝固区域。在凝固区域中，固相和液相并存。
碳钢、低合金钢熔合区附近的温度梯度为300～80℃／mm，液固相线的温度差约为（）℃。
根据Fe-Fe3C合金相图中的（），可以确定不同成分铁碳合金的熔化、浇注温度。
1. 何谓结晶过程中的溶质再分配？它是否仅由平衡分配系数 Ko所决定？当相图上的液相线 和固相线皆为直线时，试证明 Ko为一常数。答：结晶过程中的溶质再分配： 是指在结晶过程中溶质在液、固两相重新分布的现象。溶质再分配不仅由平衡分配系数 Ko决定，还受自身扩散性质的制约，液相中的对流强 弱等因素也将影响溶质再分配。当相图上的液相线和固相线皆为直线时 Ko为一常数，证明如下：如右图所示: 液相线及固相线为直线，假设 其斜率分别为mL及ms，虽然Cs、CL随温度变化有不同值，但CS=常数,_(Tm -T )/ms = mL 一8-)皿 ms此时，Ko与温度及浓度无关， 所以，当液相线和固相线为直 线时，不同温度和浓度下 Ko为 定值。Cb=40%，置于长瓷舟中并从左端开始凝固2. 某二元合金相图如右所示。合金液成分为温度梯度大到足以使固-液界面保持平面生长。假设固相无扩散，液相均匀混合。试求:a相与液相之间的平衡分配系数 Ko;凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分之几凝固后的试棒中溶质B的浓度沿试棒长度的分布曲线解：(1)平衡分配系数Ko的求解:图4-43二元合金相图由于液相线及固相线均为直线 不同温度和浓度下 Ko为 定值，所以：如右图，当 T=5oo C 时，5 3o%Ko=CL=6o%=o.5Ko即为所求a相与液相之间的 平衡分配系数.(2)凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分数的计算：由固相无扩散液相均匀混合下溶质再分配的正常偏析方程代入已知的 Cl = 6。 , Ko = o.5, Co= Cb=4o%可求出此时的fL = 44.4%由于T=5ooC为共晶转变温度,所以此时残留的液相最终都将转变为共晶组织,所以凝固后共晶体的数量占试棒长度的百分数也即为44.4%.(3)凝固后的试棒中溶质B的浓度沿试棒长度的分布曲线 (并注明各特征成分及其位置)如Ri R2,且 R2 Ri）时,R2 RiR23. 在固相无扩散而液相仅有扩散凝固条件下，分析凝固速变大( 固相成分的变化情况，以及溶质富集层的变化情况。答：在固相无扩散而液相仅有扩散条件下凝固速度变大时(1)固相成分将发生下列变化：当凝固速度增大时，固液界面前沿的液相 和固相都将经历：稳定态f 不稳定态f 稳定态的过程。如右图所示，当R2 R1时R1在新、旧稳定状态之间，Cs Co。重新 恢复到稳定时，Cs又回到Co。R2上升 越多，R2/R1越大，不稳定区内Cs越高。(2)溶质富集层的变化情况如下： 在其它条件不变的情况下，R越大，在 固-液界面前沿溶质富集越严重，曲线R2 Ri越陡峭。如右图所示。R2越大，富集层高度AC越大，过渡 区时间(At)越长，过渡区间也就越 宽。在新的稳定状态下，富集区的面 积将减小。4. A-B二元合金原始成分为Co=Cb=2.5%，Ko=O.2，mL =5，自左向右单向凝固， 固相无 扩散而液相仅有扩散(Dl=3X 10-5cm2/s)。达到稳定态凝固时，求(1) 固 -液界面的C；和C；(2) 固-液界面保持平整界面的条件。 * *解：(1)求固-液界面的Cs和Cl :由于固相中无扩散而液相中仅有限扩散的情况下达到稳定状态时,满足：C LCoKoC*s= Co代入 Co=Cb=2.5%, Ko=O.2即可得出：Co= 25%=0.2=12.5%C s= Co = 2.5%（2）固-液界面保持平整界面的条件 ：当存在“成分过冷”时，随着的“成分过冷”的增大，固溶体生长方式 将经历：胞状晶一柱 状树枝晶一内部等轴晶（自由树枝晶）的转变过程，所以只有当不发生成分过冷时，固-液界 面才可保持平整界面，即需满足GLmLCo (1 _ Ko)R DlKo代入 mL=5, Co=Cb=2.5% , Dl=3X 10-5cm2/s , Ko=O.2gl可得出: 1.67X io4 c/cm2s 即为所求.5. 在同一幅图中表示第一节描述的四种方式的凝固过程中溶质再分配条件下 固相成分的分布曲线。答：四种方式凝固过程中溶质再分配条件下固相成分的分布曲线 ：（单向凝固时铸棒内溶质的分布）6. 论述成分过冷与热过冷的涵义以及它们之间的区别和联系。成分过冷的涵义：合金在不平衡凝固时，使液固界面前沿的液相中形成溶质富集层，因富集 层中各处的合金成分不同，具有不同的熔点，造成液固前沿的液相处于不同的过冷状态，这种由 于液固界面前沿合金成分不同造成的过冷。热过冷的涵义：界面液相侧形成的负温度剃度，使得界面前方获得大于 汀k的过冷度。成分过冷与热过冷的区别：热过冷是由于液体具有较大的过冷度时，在界面向前推移的情况下，结晶潜热的释放而 产生的负温度梯度所形成的。可出现在纯金属或合金的凝固过程中，一般都生成树枝晶。成分过冷是由溶质富集所产生，只能出现在合金的凝固过程中，其产生的晶体形貌随成分过 冷程度的不同而不同，当过冷程度增大时，固溶体生长方式由无成分过冷时的“平面晶”依次发展 为：胞状晶一柱状树枝晶一内部等轴晶（自由树枝晶）。成分过冷与热过冷的联系：对于合金凝固，当出现“热过冷”的影响时，必然受“成分过冷”的影响，而且后者往 往更为重要。即使液相一侧不出现负的温度梯度，由于溶质再分配引起界面前沿的溶质富集， 从而导致平衡结晶温度的变化。在负温梯下，合金的情况与纯金属相似，合金固溶体结晶易 于出现树枝晶形貌。7. 何为成分过冷判据？成分过冷的大小受哪些因素的影响？ 答：“成分过冷”判据为：Gl VRmLCLDlKo1 K。:u-e当“液相只有有限扩散”时，S N=x, Cl =C。，代入上式后得Gl v ElC。（1 - Ko）R DL K0-（ 其中：Gl 液相中温度梯度R 晶体生长速度 mL 液相线斜率 Co 原始成分浓度 Dl液相中溶质扩散系数Ko 平衡分配系数K）成分过冷的大小主要受下列因素的影响：1）液相中温度梯度Gl , Gl越小，越有利于成分过冷2）晶体生长速度R , R越大，越有利于成分过冷3）液相线斜率mL ,mL越大，越有利于成分过冷4）原始成分浓度Co, Co越高，越有利于成分过冷5）液相中溶质扩散系数Dl, Dl越底,越有利于成分过冷6）平衡分配系数Ko ,KoV 1时，Ko越小,越有利于成分过冷；Ko 1时，Ko越大，越有 利于成分过冷。（注淇中的Gl和R为工艺因素，相对较易加以控制；mL , Co , Dl , Ko，为材料因素，较难控制）8分别讨论“成分过冷”对单相固溶体及共晶凝固组织形貌的影响？答：“成分过冷”对单相固溶、体组织形貌的影响：随着“成分过冷”程度的增大，固溶体生长方式由无“成分过冷”时的“平面晶”依次 发展为：胞状晶一柱状树枝晶一内部等轴晶（自由树枝晶）。“成分过冷”对共晶凝固组织形貌的影响：1）共晶成分的合金，在冷速较快时，不一定能得到1。的共晶组织，而是得到亚共 晶或过共晶组织，甚至完全得不到共晶组织；2）有些非共晶成分的合金在冷速较快时反而得到10（）%的共晶组织；3）有些非共晶成分的合金，在一定的冷速下，既不出现1OO%的共晶组织，也不出现 初晶+共晶的情况，而是出现“离异共晶”。9. 如何认识“外生生长”与“内生生长”？由前者向后者转变的前提是什么？ 仅仅由成分过冷因素决定吗？答：“外生
合金的结晶温度范围越大，液相线和固相线距离越宽，流动性也越差。
凝固区域宽度为零，液相边界和固相边界合二为一成凝固前沿，液固相明显分开。随温度下降，凝固层铸件加厚直至凝固结束。这是体积凝固。
铁碳相图中，ABCD线是（）。
表示液态铁碳合金在冷却时开始结晶的温度是（）。
除纯金属外，单相合金德尔凝固过程不在（）的温度区间内完成的