鑄造和焊接凝固檢測工業顯微鏡-凝固理論的技術應用
鑄錠和鑄件的凝固
凝固理論的技術應用。兩個較重要的應用是鑄造和焊
接凝固，這是我們首先要討論的。在近代的結構件中存在著這樣一種趨勢：使
用強度更高、更重的部件，并且采用更高能量的工藝和更快的速度焊接。因此，
對于物理冶金學家來說，重要的是考慮各種凝固參數對于焊縫顯微組織和性能的影
響。在后面將選擇一些凝固狀態或焊接狀態的工業合金和焊接金屬做具體的討論。
大多數工業合金都是由澆注入一個耐火容器或鑄模中得來。如果鑄造零件
保持它們的形狀或者以機械加工成型，則稱它們為鑄件。如果隨后它們要經過
壓力加工，例如軋制、擠壓或鍛造，則澆鑄件稱為鑄錠或胚料。在這兩種情況
下，凝固的原理和在高密度和高強度要求上是一樣的。在鑄造中使用的鑄模通
常是由如砂子這樣的材料制造，在鑄造工序之后它們能夠重新再造成鑄模或者
丟棄。在鑄造工藝程序較長或者鑄錠的情況下，鑄模則用更永久性的材料，如
鑄鐵。這里不涉及澆注和鑄造的工藝問題，而是把我們的討論簡單地局限于鑄
模中金屬的凝固機制。
凝固和熔化是金屬或合金中的晶態和非晶態之間的轉變。這類
轉變是諸如鑄錠、成型鑄造、連續鑄造、半導體材料單晶生長、定
向凝固復合合金，以及近年來的快速凝固合金和玻璃等應用技術的
基礎。有關凝固的教科書上經常忽略另一種重要而復雜的凝固和熔
化過程，即熔焊工藝。在控制鑄造金屬和熔焊的力學性能時，了解
凝固機制和凝固如何受到溫度分布、冷卻速率和合金化等參數的影
響是重要的。本章的目的就是要引出一些有關凝固的基本概念，并
把它們用于鑄錠、連續鑄造和熔焊等實際工藝過程中。
合金凝固
純金屬的凝固在實際中是很少遇到的，即使工業用純金屬也含有雜質，使
其凝固特征不再是純金屬的而是合金的�，F在我們把理論再往前推進一步，并
考察二元單相合金的凝固。然后，我們再討論共晶和包晶合金的凝固。
