理论结晶温度：两条自由能曲线的交点温度T0；
在理论结晶温度下，液体和晶体处于热力学平衡状态；在T0以下，晶体的自由度较低，因而物质处于晶体状态稳定；在T0以上则液体稳定。
结晶时的过冷现象：金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象；
过冷度：理论结晶温度T0与实际结晶温度T的差值 △T=T0－T；
注：对于某种金属来说，过冷度不是恒定值，它的大小与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度也越大，则金属的实际结晶温度越低。
冷却曲线：通过实验测定的液体金属冷却时温度和时间的关系曲线，如下图所示。由于结晶时释放出结晶潜热，曲线上出现了水平段。

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2008/9/26 22:09:12 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3.1.2 纯金属的结晶过程
1.结晶的基本过程
任何一种物质液体的结晶过程都是由晶核形成和晶核的长大两个过程组成的。
液体冷却到T0温度以下，经过一段时间，形成晶核，晶核形成后，便向各个方向不断地长大。在这些晶核长大的同时，又有新的晶核产生，就这样不断形核，不断长大，直到液体完全消失为止。每一个晶核最终长成为一个晶粒，两晶粒接触后便形成晶界。纯金属的结晶过程示意图如下：

2.晶核的形成方式
晶核的形成方式有两种：自发形核和非自发形核；
自发形核：在结晶过程中，晶核完全是由液体中瞬时短程有序的原子团形成；
非自发形核：依靠液体中存在的固体杂质或容器壁形核称为非自发形核。
在实际结晶过程中，自发形核和非自发形核是同时存在的，但以非自发形核方式发生结晶更为普遍。
3.晶核的长大方式
晶核的长大方式也有两种：均匀长大和树枝状长大。当过冷度很小时，结晶以均匀长大方式进行，实际金属结晶时冷却速度较大，因而主要以树枝状形式长大。如下图所示，这是由于晶核棱角处的散热条件好、生长快，先形成枝干，而枝干间最后被填充。

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2008/9/26 22:10:13 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3.1.3 同素异构转变
1.概念
同素异构转变：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化的现象。
同素异构转变同样也遵循形核、长大的规律，但它是一个固态下的相变过程，即固态相变。在金属中，除锡之外，铁、锰、钴、钛等也都存在着同素异构转变。
2.铁的同素异构转变
在金属晶体中，铁的同素异构转变最为典型，也是最重要的。纯铁的同素异构转变如图所示：

3.固态转变的特点
固态转变又称为二次结晶，它有着与结晶不同的特点：
1）发生固态转变时，形核一般在某些特定部位发生，如晶界、晶内缺陷等。
2）由于固态下扩散困难，因而固态转变的过冷倾向大；
3）固态转变往往伴随体积变化，因而易产生很大的内应力，使材料发生变形或开裂。

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2008/9/26 22:13:03 马扎管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3.2 合金的结晶
基本概念：
合金的结晶过程比纯金属复杂，为研究方便，通常以温度和成分作为独立变量的相图来分析合金的结晶过程。
相图：是表示合金系中各合金在极其缓慢的冷却条件下结晶过程的简明图解，又称为状态图或平衡图。
合金系：是指两种或两种以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。
相图表示了在缓慢冷却条件下，不同成分合金的组织随温度变化的规律，是制定熔炼、铸造、热加工及热处理工艺的重要依据。

3.2.1 二元相图的建立
绝大多数二元相图是以实验数据为依据，在以温度为纵坐标，材料成分为横坐标的坐标系中绘制，最常用的实验方法是热分析法。下面以Cu-Ni二元合金为例，简要说明二元相图的建立过程。
1. 配制出不同成分的合金，测出它们的冷却曲线；
2. 找出各曲线上的临界点（结晶的开始温度和终了温度）；
3. 在温度-成分坐标系中过各合金成分点做成分垂线，将临界点标在成分垂线上；
4. 将成分垂线上相同意义的点连接起来，并标上相应的数字和字母，便得到如下图所示的Cu-Ni二元合金相图。

[flash]http://files.instrument.com.cn/bbs/upfile/2008926221632.swf[/flash]
Cu-Ni合金冷却曲线的测定

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2008/9/26 22:22:02 地毯管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

3.2.2 二元相图的基本类型与分析
一、二元匀晶相图
二元匀晶相图：两组元在液态和固态下均无限互溶时所构成的相图；是最简单的二元相图，Cu-Ni；Cu-Au；Au-Ag；W-Mo等合金都具有这类相图。
均晶转变：从液相中结晶出单一固相的转变。
1. 相图分析
Cu-Ni合金二元匀晶相图如下图所示，上面一条为液相线，是加热时合金熔化的终了温度点或冷却时结晶的开始温度点的连线，下面的一条为固相线，是加热时合金熔化的开始温度点或冷却时结晶的终了温度点的连线。液相线以上合金全部为液体L，称为液相区。固相线以下合金全部为α固溶体，称为固相区。液相线和固相线之间为液相和固相共存的两相区（L+α）。

2. 合金的结晶过程
除纯组元外，其他成分合金的结晶过程相似，现以Ⅰ合金为例，分析合金的结晶过程。

当合金自液态缓冷到液相线上的t1温度时，开始从液相中结晶出成份为α1的固溶体，其镍的含量高于合金的平均含量。
随温度下降，α相重量增加，液相重量减少，同时，液相成份沿着液相线变化，固相成份沿着固相线变化。当合金冷却到固相线上的t4温度时，最后一滴L4成份的液体也转变为α固溶体，此时固溶体的成分又回到α4上来。
由此可见，液、固相线不仅是相区分界线，也是结晶时两相的成份变化线。还可以看出，匀晶转变是变温转变，在结晶过程中，液、固两相的成份随温度而变化。

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