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只依靠液態(tài)不銹鋼本身在一定過(guò)冷度條件下形成晶核叫做自發(fā)成核．雖然在實(shí)際生產(chǎn)中，液體不銹鋼結(jié)晶時(shí)，晶核主要是依附在經(jīng)常存在于液體不銹鋼中的一些固態(tài)雜質(zhì)上而生成的，也就是所謂非自發(fā)成核是主要的．但是，我們?nèi)孕枰�通過(guò)討論自發(fā)成核來(lái)闡明形成晶核的一般原理．它對(duì)于非自發(fā)成核也是同樣適用的，晶核的形成過(guò)程也就是在一個(gè)微小的體積中原予由不規(guī)則排列轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則排列并且穩(wěn)定下來(lái)的過(guò)程，前面已經(jīng)討論過(guò)，在液態(tài)不銹鋼中存在著所謂近程有序．在近程有序的微小體積中原子排列是有規(guī)則的，只不過(guò)在不銹鋼厚壁管熔點(diǎn)溫度以上，這種規(guī)則排列的擴(kuò)大將使自由能增加，因而它是不穩(wěn)定的，只能在一瞬間存在．當(dāng)溫度降低到熔點(diǎn)溫度以下，固相的自由能低予液相，這時(shí)，不銹鋼液體中的某些原子規(guī)則排列的小體積就有可能穩(wěn)定下來(lái)，成為晶核．下面就討論在過(guò)冷的不銹鋼液體中這種叫做近程有序的規(guī)則排列的原子集團(tuán)在什么條件下可以成為晶核．

如果液態(tài)不銹鋼中的某些原子有規(guī)則排列的微小體積（近程有序）擴(kuò)大其范圍時(shí)能夠使自由能減少，則這個(gè)規(guī)則排列的體積將自發(fā)地?cái)U(kuò)大其范圍，也就是說(shuō)，它已成為一個(gè)晶核，能夠長(zhǎng)大成為一個(gè)晶粒。液相中原子規(guī)則排列的微小體積（印晶體微粒）形成時(shí)。式中右半部的第一項(xiàng)是體積礦的液態(tài)不銹鋼厚壁管轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)自由能的變化，在過(guò)冷的條件下，它應(yīng)具有負(fù)值．第二項(xiàng)是形成固相一液相界面時(shí)新增加的表面能（表面能也屬于自由能的范圍），式中具有負(fù)值的第一項(xiàng)與成比例而具有正值的第二項(xiàng)與r2成比例，在r數(shù)值較小時(shí)，后一項(xiàng)占優(yōu)勢(shì)，而當(dāng)r數(shù)值逐漸增大時(shí)前一項(xiàng)的絕對(duì)值增長(zhǎng)較快。這也就是說(shuō)，在某一固相微粒半徑處，4F將存在著極大值，而固相微粒半徑，固相長(zhǎng)大將使自由能減小，即晶核可以形成．半徑小于的固相微粒將不能長(zhǎng)大而歸于消失，即不能形成晶核，因?yàn)檫@種固相微粒長(zhǎng)大時(shí)將使自由能增加，液相中的固相微粒長(zhǎng)大時(shí)自由能的變化半徑大于的近程有序原子集團(tuán)可以成為晶核，Tk稱為臨界晶核尺寸．http://www.qbdsc.cc/