Question

何谓过冷度?为什么金属结晶时一定要有过冷度？固态金属熔化时是否会出现过热？为什么？

Answer 1

过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差（可以参考金属学与热处理第二章）

金属结晶需要过冷度原因：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 可知当过冷度 为零时临界晶核半径R_k为无穷大，临界形核功（ ）也为无穷大。临界晶核半径R_k与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。

过热 工件在淬火时，由于温度过高或者时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷叫做过热 由于过热不仅在淬火后得到粗大死亡马氏体组织，而且易于引起淬火裂纹。因此过热的工件强度和韧性下降，易于脆性断裂。  轻微的过热可以延长回火时间来补救  严重的过热需要进行细化晶粒退火，然后再重新淬火。

过烧 奥氏体晶界出现熔化或者发生氧化的现象  过烧是严重的加热缺陷 一旦过烧无法补救  工件报废

Answer 2

由热力学可知，在某种条件下，结晶能否发生，取决于固相的自由度是否低于液相的自由度，即 ?G =GS-GL<0；只有当温度低于理论结晶温度 Tm 时，固态金属的自由能才低于液态金属的自由能，液态 金属才能自发地转变为固态金属，因此金属结晶时一定要有过冷度。 影响过冷度的因素： 影响过冷度的因素：1）金属的本性，金属不同，过冷度大小不同；2）金属的纯度，金属的纯度越高， 过冷度越大；3）冷却速度，冷却速度越大，过冷度越大。 固态金属熔化时会出现过热度。原因：由热力学可知，在某种条件下，熔化能否发生，取决于液相自 固态金属熔化时会出现过热度。原因： 由度是否低于固相的自由度，即 ?G = GL-GS<0；只有当温度高于理论结晶温度 Tm 时，液态金属的自 由能才低于固态金属的自由能，固态金属才能自发转变为液态金属，因此金属熔化时一定要有过热度。