材料加工基本原理第五版1至11章课后答案(10)

(b)

1

Cl (Tl Tm)

mlK0 1

T T mC1 fLmL0S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（R1→R2，且

R2＞R1）时，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→ 不稳定态→

稳定态的过程。如右图所示，当R2＞R1时

在新、旧稳定状态之间，CS＞C0。重新

恢复到稳定时，CS又回到C0。R2上升

Cl cofl

(ko 1)

1越大， 不稳定区内C越高。 越多，2S

（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 越陡峭。 如右图所示。

R2越大， 富集层高度ΔC越大，过渡 区时间（Δt）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。

R/R

A-B二元合金原始成分为C0=CB=2.5%，K0=0.2，

×10-5cm2/s）。达到稳定态凝固时，求 (1)固-液界面的；

(2)固-液界面保持平整界面的条件。 解：（1）求固-液界面的

mL

=5

CS和CL

**

CS和CL

**

：

C

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： 代入C0=CB=2.5%，K0=0.2 即可得出：

*

L

C0K0

，C*S= C0

C

*

L

C0K

2.5%

=0.2=12.5％ C*S= C0 = 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→柱状树枝晶→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

GL

mLC0(1 K0)

≥

R

DLK0

L=5，C=C=2.5% ，D=3×10-5cm2/s ， K=0.2 代入0BL0

可得出：

m