铸造和焊接凝固检测工业显微镜-凝固理论的技术应用
铸锭和铸件的凝固
凝固理论的技术应用。两个较重要的应用是铸造和焊
接凝固，这是我们首先要讨论的。在近代的结构件中存在着这样一种趋势：使
用强度更高、更重的部件，并且采用更高能量的工艺和更快的速度焊接。因此，
对于物理冶金学家来说，重要的是考虑各种凝固参数对于焊缝显微组织和性能的影
响。在后面将选择一些凝固状态或焊接状态的工业合金和焊接金属做具体的讨论。
大多数工业合金都是由浇注入一个耐火容器或铸模中得来。如果铸造零件
保持它们的形状或者以机械加工成型，则称它们为铸件。如果随后它们要经过
压力加工，例如轧制、挤压或锻造，则浇铸件称为铸锭或胚料。在这两种情况
下，凝固的原理和在高密度和高强度要求上是一样的。在铸造中使用的铸模通
常是由如砂子这样的材料制造，在铸造工序之后它们能够重新再造成铸模或者
丢弃。在铸造工艺程序较长或者铸锭的情况下，铸模则用更永久性的材料，如
铸铁。这里不涉及浇注和铸造的工艺问题，而是把我们的讨论简单地局限于铸
模中金属的凝固机制。
凝固和熔化是金属或合金中的晶态和非晶态之间的转变。这类
转变是诸如铸锭、成型铸造、连续铸造、半导体材料单晶生长、定
向凝固复合合金，以及近年来的快速凝固合金和玻璃等应用技术的
基础。有关凝固的教科书上经常忽略另一种重要而复杂的凝固和熔
化过程，即熔焊工艺。在控制铸造金属和熔焊的力学性能时，了解
凝固机制和凝固如何受到温度分布、冷却速率和合金化等参数的影
响是重要的。本章的目的就是要引出一些有关凝固的基本概念，并
把它们用于铸锭、连续铸造和熔焊等实际工艺过程中。
合金凝固
纯金属的凝固在实际中是很少遇到的，即使工业用纯金属也含有杂质，使
其凝固特征不再是纯金属的而是合金的。现在我们把理论再往前推进一步，并
考察二元单相合金的凝固。然后，我们再讨论共晶和包晶合金的凝固。
