在(zai)(zai)加(jia)壓冶煉(lian)過程(cheng)中，壓力(li)(li)的(de)控制對保(bao)障高(gao)氮鋼具備(bei)致密(mi)的(de)宏(hong)觀組織(zhi)(zhi)和優(you)異性能尤為重(zhong)要(yao)。目前，經(jing)證(zheng)實，壓力(li)(li)主要(yao)通(tong)過兩(liang)種方式對凝固(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)和組織(zhi)(zhi)產生影(ying)響(xiang)(xiang)：一(yi)種方式是(shi)宏(hong)觀尺(chi)度上(shang)機械作(zuo)用(yong)導(dao)致的(de)物理(li)變化，如改(gai)變鑄錠(ding)和鑄型間(jian)的(de)熱交(jiao)換、冷卻速率(lv)以及充(chong)型過程(cheng)的(de)控制等，另一(yi)種方式是(shi)微觀尺(chi)度上(shang)的(de)熱力(li)(li)學(xue)和動(dong)力(li)(li)學(xue)參數變化，壓力(li)(li)作(zuo)為基本熱力(li)(li)學(xue)參數之一(yi)，對有氣(qi)相參與的(de)冶金(jin)反應和凝固(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)具有十分重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)；增加(jia)壓力(li)(li)在(zai)(zai)提高(gao)冶金(jin)反應速率(lv)的(de)同時，能夠顯(xian)著增加(jia)鋼液中氮、鈣和鎂的(de)溶解度，提高(gao)其收得率(lv)，進而充(chong)分發揮其凈化鋼液或(huo)合(he)金(jin)化作(zuo)用(yong)；在(zai)(zai)低壓凝固(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)中，壓力(li)(li)對相圖(tu)、凝固(gu)(gu)(gu)(gu)熱力(li)(li)學(xue)和動(dong)力(li)(li)學(xue)參數的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)可以忽(hu)略(lve)不(bu)計，但在(zai)(zai)高(gao)壓下，相圖(tu)、凝固(gu)(gu)(gu)(gu)熱力(li)(li)學(xue)和動(dong)力(li)(li)學(xue)參數隨之發生改(gai)變，進而改(gai)變常規(gui)條件(jian)下的(de)凝固(gu)(gu)(gu)(gu)模式，從而有利于一(yi)些新相或(huo)新材料結構(gou)的(de)生成。
壓力對(dui)材料(liao)組織(zhi)和性能的(de)影響已(yi)經(jing)(jing)引起了廣泛關(guan)(guan)注(zhu)，自(zi)諾(nuo)貝爾(er)獎獲得者(zhe)Bridgman 開展相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)研(yan)究(jiu)以來,材料(liao)熱力學(xue)(xue)和動力學(xue)(xue)參(can)數(shu)(shu)隨壓力的(de)變化規律就(jiu)已(yi)經(jing)(jing)得到了大量(liang)研(yan)究(jiu),這些(xie)研(yan)究(jiu)主要采用相(xiang)(xiang)圖(tu)計算（calculation of phasediagram,CALPHAD)的(de)方(fang)式完成，且主要集中在有色金屬合金材料(liao)方(fang)面，如Bi-Sb、Al-Ge、Al-Si、Al-Zn和Cd-Zn等(deng);所(suo)研(yan)究(jiu)的(de)熱力學(xue)(xue)和動力學(xue)(xue)參(can)數(shu)(shu)主要包括相(xiang)(xiang)圖(tu)、摩(mo)爾(er)體(ti)積(ji)、共晶溫度、初始轉變相(xiang)(xiang)類型、共晶點(dian)成分(fen)、晶粒形核以及擴散(san)系數(shu)(shu)等(deng)方(fang)面。研(yan)究(jiu)表明(ming)(ming)，高壓下（數(shu)(shu)量(liang)級約為(wei)10GPa)的(de)熱力學(xue)(xue)和動力學(xue)(xue)參(can)數(shu)(shu)與常壓下存在明(ming)(ming)顯(xian)差異(yi),而(er)這些(xie)差異(yi)有助于闡明(ming)(ming)壓力對(dui)組織(zhi)的(de)影響機(ji)理。
同樣，在(zai)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)影響鋼(gang)鐵熱力(li)(li)(li)學和動(dong)力(li)(li)(li)學參(can)數方(fang)面，有(you)研究人員初步探(tan)討了鋼(gang)鐵材(cai)料(liao)在(zai)高壓(ya)(ya)(ya)(ya)下(xia)的相(xiang)轉變(bian)、固(gu)(gu)(gu)(gu)／液相(xiang)線(xian)溫度和擴散系數等。所(suo)選體(ti)系有(you)Fe-C和Fe-Mn-C(高錳鋼(gang)）等。高壓(ya)(ya)(ya)(ya)下(xia)的Fe-C相(xiang)圖見圖2-91,隨著壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)增大，鐵素(su)體(ti)相(xiang)α和δ區域(yu)不(bu)斷(duan)減(jian)小，奧氏體(ti)相(xiang)γ區域(yu)不(bu)斷(duan)增大，當壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)增加(jia)至2000MPa時(shi)，鐵素(su)體(ti)相(xiang)α和8區域(yu)幾乎消失。但(dan)與有(you)色(se)金屬方(fang)面相(xiang)比，壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)對(dui)鋼(gang)鐵材(cai)料(liao)的凝固(gu)(gu)(gu)(gu)相(xiang)組成、熱力(li)(li)(li)學和動(dong)力(li)(li)(li)學參(can)數方(fang)面的研究依然十分貧瘠。本節(jie)將以(yi)含氮(dan)鋼(gang)（19Cr14Mn0.9N)和H13分別討論，壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)對(dui)凝固(gu)(gu)(gu)(gu)過程中相(xiang)變(bian)、熱力(li)(li)(li)學（相(xiang)質量分數、凝固(gu)(gu)(gu)(gu)模(mo)式(shi)、固(gu)(gu)(gu)(gu)／液相(xiang)線(xian)、體(ti)系氮(dan)溶解度、相(xiang)變(bian)驅動(dong)力(li)(li)(li)和分配(pei)系數等）和動(dong)力(li)(li)(li)學參(can)數（擴散系數）的影響規律(lv)，從而系統論述壓(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)對(dui)鋼(gang)鐵材(cai)料(liao)凝固(gu)(gu)(gu)(gu)熱力(li)(li)(li)學和動(dong)力(li)(li)(li)學的影響規律(lv)。
1. 凝固相變
相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖是(shi)用來表征相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)平(ping)衡系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)組成與(yu)熱力(li)學參(can)數（如溫度(du)和(he)(he)壓(ya)力(li)）之(zhi)間關(guan)系(xi)的(de)(de)(de)一種圖形，它(ta)可(ke)以(yi)提供壓(ya)力(li)和(he)(he)其(qi)他相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)熱力(li)學參(can)數之(zhi)間的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，這些熱力(li)學參(can)數包含(han)了相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)轉變(bian)溫度(du)和(he)(he)元素(su)的(de)(de)(de)平(ping)衡分(fen)配系(xi)數等。因此，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖是(shi)探討壓(ya)力(li)對熱力(li)學參(can)數影響規(gui)律的(de)(de)(de)基(ji)礎。19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼(gang)在0.1MPa 下(xia)(xia)隨氮質量分(fen)數變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)垂(chui)直(zhi)截(jie)面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖中(zhong)(zhong)(zhong)凝固相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)的(de)(de)(de)區(qu)(qu)(qu)域如圖2-91(a)所(suo)(suo)示。圖中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在七個(ge)(ge)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)，分(fen)別(bie)(bie)為三個(ge)(ge)單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)：液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)L、鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)(he)奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)y;三個(ge)(ge)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)：L+8、L+Y和(he)(he)8+γ;一個(ge)(ge)三相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)共存(cun)區(qu)(qu)(qu)L+8+γ.三相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)共存(cun)區(qu)(qu)(qu)L+8+γ是(shi)一個(ge)(ge)曲邊(bian)三角形，三個(ge)(ge)頂點(dian)（A、B和(he)(he)C)分(fen)別(bie)(bie)與(yu)三個(ge)(ge)單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)（鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8、奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ和(he)(he)液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)L)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)接，且(qie)居中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)（奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ)位(wei)于(yu)三相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)下(xia)(xia)方。根據曲邊(bian)三角形的(de)(de)(de)判定原(yuan)則(ze)［137,三相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)內發(fa)生(sheng)(sheng)了包晶反(fan)應：L+δ→Y;三個(ge)(ge)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)（L+8、L+y和(he)(he)8+γ)分(fen)別(bie)(bie)發(fa)生(sheng)(sheng)了L→8、L→y和(he)(he)δ→y.在10MPa和(he)(he)100MPa下(xia)(xia)，隨氮質量分(fen)數變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)垂(chui)直(zhi)截(jie)面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖分(fen)別(bie)(bie)如圖2-92(b)和(he)(he)（c)所(suo)(suo)示，對比可(ke)以(yi)看出，10MPa和(he)(he)100MPa下(xia)(xia)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)數量和(he)(he)類型與(yu)0.1MPa的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，而1000MPa下(xia)(xia)，隨氮質量分(fen)數變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)垂(chui)直(zhi)截(jie)面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在兩(liang)個(ge)(ge)單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)（液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)L和(he)(he)奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ),鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)消失，如圖2-92(d)所(suo)(suo)示。
相(xiang)圖(tu)中三(san)相(xiang)共(gong)存區 L+8+y 隨(sui)壓力(li)的(de)變化規(gui)律(lv)如圖(tu)2-93所示，在(zai)0.1MPa、10MPa、100MPa 和(he)(he)(he)1000MPa下(xia)，A點(dian)的(de)坐標分別(bie)為(wei)（0.0261%,1531.84K)、（0.0259%,1532.26K)、（0.0239%,1532.79K)和(he)(he)(he)（0%,1537.02K),B點(dian)的(de)坐標分別(bie)為(wei)（0.889%,1593.63K)、（0.888%,1594.16K)、（0.890%,1595.75K)和(he)(he)(he)（0.933%,1611.62K),C點(dian)的(de)坐標分別(bie)為(wei)（0.934%,1639.76K)、（0.930%,1639.67K)、（0.926%,1641.78K)和(he)(he)(he)（0.901%,1666.65K).隨(sui)著壓力(li)的(de)增加，A和(he)(he)(he)C點(dian)向低氮區移(yi)動，B點(dian)向高氮區移(yi)動，整個區域向高溫(wen)區移(yi)動，且(qie)三(san)相(xiang)共(gong)存區L+8+y呈增大趨勢，曲邊(bian)三(san)角形(xing)(xing)的(de)形(xing)(xing)狀逐(zhu)漸(jian)由(you)“?”向“Δ”轉變［137],相(xiang)轉變方式逐(zhu)步由(you)包晶(jing)反(fan)應(ying)（L+δ→y)向共(gong)晶(jing)反(fan)應(ying)（L→8+y)過渡，即當壓力(li)分別(bie)為(wei)0.1MPa、10MPa和(he)(he)(he)100MPa時，凝固過程為(wei)包晶(jing)反(fan)應(ying)，而1000MPa時為(wei)共(gong)晶(jing)反(fan)應(ying)。
為了進(jin)一步說明(ming)(ming)壓力對凝固過(guo)程(cheng)中相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)變(bian)的(de)影響規(gui)律(lv)，19Cr14Mn0.9N 含氮鋼(gang)凝固過(guo)程(cheng)中鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體和(he)(he)(he)奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)隨(sui)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)的(de)變(bian)化規(gui)律(lv)如(ru)圖(tu)2-94所示。在0.1MPa、10MPa和(he)(he)(he)100MPa下(xia)(xia)凝固時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)呈(cheng)現出(chu)(chu)先增(zeng)(zeng)大(da)后減(jian)小(xiao)(xiao)的(de)趨(qu)勢(shi)，拐點分(fen)別(bie)為P1、P2和(he)(he)(he)P3,如(ru)圖(tu)2-94(a)所示；而(er)奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ均呈(cheng)現出(chu)(chu)連續增(zeng)(zeng)大(da)的(de)趨(qu)勢(shi)。在0.1MPa、10MPa和(he)(he)(he)100MPa下(xia)(xia)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)變(bian)化拐點P1、P2和(he)(he)(he)P3的(de)溫(wen)度(du)(du)分(fen)別(bie)與奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)出(chu)(chu)現位置Q1、Q2和(he)(he)(he)Q3的(de)溫(wen)度(du)(du)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，如(ru)圖(tu)2-94(b)所示。當(dang)高于P1(Q1)、P2(Q2)和(he)(he)(he)P3(Q3)的(de)溫(wen)度(du)(du)時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)隨(sui)著(zhu)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)的(de)減(jian)小(xiao)(xiao)而(er)增(zeng)(zeng)加，此時(shi)無奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ出(chu)(chu)現，即(ji)發生液(ye)(ye)固轉(zhuan)變(bian)（L→8);當(dang)低于P1(Q1)、P2(Q2)和(he)(he)(he)P3(Q3)的(de)溫(wen)度(du)(du)時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)隨(sui)著(zhu)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)的(de)減(jian)小(xiao)(xiao)而(er)減(jian)小(xiao)(xiao)，而(er)奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ逐漸(jian)增(zeng)(zeng)加，即(ji)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8隨(sui)著(zhu)奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)形成逐漸(jian)消失，發生包晶(jing)(jing)反(fan)應（L+8→y);而(er)1000MPa下(xia)(xia)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)(he)(he)奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)均隨(sui)著(zhu)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分(fen)數(shu)的(de)減(jian)小(xiao)(xiao)而(er)逐步增(zeng)(zeng)大(da)，直至(zhi)凝固結束，表明(ming)(ming)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ和(he)(he)(he)奧(ao)(ao)氏體相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ幾(ji)乎同(tong)時(shi)從(cong)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中析出(chu)(chu)，即(ji)凝固過(guo)程(cheng)發生共晶(jing)(jing)反(fan)應（L→8+y).這也(ye)證(zheng)明(ming)(ming)了隨(sui)著(zhu)壓力的(de)增(zeng)(zeng)加，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)變(bian)方式逐漸(jian)由包晶(jing)(jing)反(fan)應（L+8→y)向共晶(jing)(jing)反(fan)應（L→8+y)過(guo)渡。
19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼凝固過程(cheng)中鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)(de)單相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)隨(sui)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)變(bian)化規律(lv)如圖(tu)2-95所(suo)(suo)示。當壓(ya)(ya)力(li)從(cong)0.1MPa增(zeng)(zeng)加到(dao)100MPa時(shi)，δ/(δ+L)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)邊(bian)(bian)界(jie)(jie)變(bian)化較小，8/(δ+γ)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)邊(bian)(bian)界(jie)(jie)整體(ti)(ti)(ti)向(xiang)高溫(wen)端移動，鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8形成區(qu)(qu)域(yu)逐漸減小；當壓(ya)(ya)力(li)進一步增(zeng)(zeng)加到(dao)1000MPa時(shi)，鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8單相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)(qu)幾乎(hu)從(cong)隨(sui)氮質量分(fen)數變(bian)化的(de)(de)垂(chui)直(zhi)截面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)中消失，如圖(tu)2-95(a)所(suo)(suo)示，即增(zeng)(zeng)加壓(ya)(ya)力(li)有助于鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ的(de)(de)消失［138].而(er)對于奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ,隨(sui)著(zhu)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加，γ/(y+L)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)邊(bian)(bian)界(jie)(jie)向(xiang)高溫(wen)段移動，γ/(δ+γ)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)邊(bian)(bian)界(jie)(jie)整體(ti)(ti)(ti)向(xiang)高氮區(qu)(qu)移動，整個區(qu)(qu)域(yu)呈增(zeng)(zeng)大趨勢，如圖(tu)2-95(b)所(suo)(suo)示。
2. 凝固(gu)模式
不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)凝(ning)(ning)固(gu)模式(shi)根據凝(ning)(ning)固(gu)初(chu)(chu)始(shi)相(xiang)的(de)(de)種類和相(xiang)轉變(bian)類型(xing)通常(chang)分(fen)為(wei)四類。①F型(xing)：L→L+8→8→8+y;②FA型(xing)：L→L+8→L+8+Y→8+y;③AF型(xing)：L→L+Y→L+y+δ→8+y;④A型(xing)：L→L+y→y.凝(ning)(ning)固(gu)模式(shi)主要(yao)(yao)受合金成分(fen)和凝(ning)(ning)固(gu)條件的(de)(de)影響，在(zai)(zai)(zai)(zai)合金成分(fen)一定的(de)(de)情(qing)況下(xia)，凝(ning)(ning)固(gu)模式(shi)主要(yao)(yao)由凝(ning)(ning)固(gu)條件決定。19Cr14Mn0.9N含(han)氮(dan)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)不同壓(ya)力下(xia)的(de)(de)凝(ning)(ning)固(gu)相(xiang)變(bian)順序，如圖2-96所示(shi)，鐵素體(ti)(ti)相(xiang)δ為(wei)初(chu)(chu)始(shi)相(xiang)，即19Cr14Mn0.9N含(han)氮(dan)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)各壓(ya)力下(xia)的(de)(de)凝(ning)(ning)固(gu)模式(shi)均(jun)為(wei)FA型(xing)。以(yi)0.1MPa的(de)(de)凝(ning)(ning)固(gu)過程為(wei)例(li)，凝(ning)(ning)固(gu)過程分(fen)為(wei)三個階段，凝(ning)(ning)固(gu)初(chu)(chu)期，發生(sheng)L→8相(xiang)變(bian)反應；當固(gu)相(xiang)質量分(fen)數升(sheng)至0.05左右時，發生(sheng)包晶反應（L+δ→y),奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)γ開始(shi)形成，鐵素體(ti)(ti)相(xiang)δ逐漸減(jian)少，此時體(ti)(ti)系中固(gu)相(xiang)由8和γ共同組成；在(zai)(zai)(zai)(zai)凝(ning)(ning)固(gu)末(mo)期，鐵素體(ti)(ti)相(xiang)8完全消失，液相(xiang)直(zhi)接轉變(bian)為(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)γ(L→y),直(zhi)到(dao)凝(ning)(ning)固(gu)結束，凝(ning)(ning)固(gu)結束后，固(gu)相(xiang)為(wei)單一的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)γ.因此，0.1MPa 下(xia)19Cr14Mn0.9N 含(han)氮(dan)鋼(gang)的(de)(de)凝(ning)(ning)固(gu)相(xiang)變(bian)順序為(wei)：L→L+8→L+8+Y→L+Y→Y.
基于(yu)在10MPa、100MPa和1000MPa下19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼(gang)凝固(gu)相變(bian)順序可(ke)知，當壓(ya)力(li)從(cong)0.1MPa增加到100MPa時，19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼(gang)的凝固(gu)模(mo)式依舊為FA型。然而(er)，當壓(ya)力(li)達到1000MPa時，凝固(gu)過程中包晶反應(ying)（L+8→y)轉變(bian)為共晶反應(ying)（L→8+y),其(qi)相轉變(bian)順序發生明顯變(bian)化，如圖(tu)2-96所示。1000MPa下凝固(gu)相變(bian)順序可(ke)歸(gui)結為：L→L+8→L+8+Y→8+γ.
此(ci)外(wai)，當壓(ya)力(li)逐漸由(you)(you)0.1MPa增加(jia)至1000MPa時，L→8相(xiang)(xiang)轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)溫(wen)度區間(jian)(jian)由(you)(you)3.86K降(jiang)至0.079K,奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ形成時的(de)(de)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數由(you)(you)0.05降(jiang)至0.00075（圖(tu)2-96),同時相(xiang)(xiang)圖(tu)中C點（圖(tu)2-93)氮(dan)(dan)質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數由(you)(you)0.934%降(jiang)低至0.901%,固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數十分(fen)逼近本體(ti)(ti)氮(dan)(dan)質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數0.9%,即(ji)L→8相(xiang)(xiang)轉(zhuan)變(bian)區間(jian)(jian)基本消(xiao)失(shi)。因(yin)此(ci)，隨著(zhu)壓(ya)力(li)的(de)(de)增加(jia)，19Cr14Mn0.9N含氮(dan)(dan)鋼的(de)(de)凝固(gu)(gu)模(mo)式呈現由(you)(you)FA型(xing)向A型(xing)轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)趨勢，這主要是由(you)(you)于(yu)(yu)增加(jia)壓(ya)力(li)有助于(yu)(yu)比體(ti)(ti)積小(xiao)的(de)(de)相(xiang)(xiang)形成（γ相(xiang)(xiang)的(de)(de)比體(ti)(ti)積小(xiao)于(yu)(yu)8相(xiang)(xiang)）,即(ji)加(jia)壓(ya)抑制(zhi)了8相(xiang)(xiang)的(de)(de)形成，使凝固(gu)(gu)模(mo)式發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)。
3. 固／液相(xiang)線
凝固存(cun)在凝固潛熱的(de)釋放和體積的(de)收(shou)縮，屬于一級(ji)相變，因而(er)可以采(cai)用克拉佩龍方程來描(miao)述壓力與相變溫度之間的(de)關系(xi)，即
4. 氮溶(rong)解(jie)度
溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)是影響合金體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)因(yin)素之(zhi)一。從圖(tu)2-98中可(ke)以看出(chu)，隨(sui)著液(ye)相(xiang)(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)降低(di)(di)，19Cr14MnxN 凝(ning)固(gu)(gu)過程中氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)逐漸升高，直(zhi)(zhi)到(dao)(dao)(dao)(dao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)降至(zhi)(zhi)液(ye)相(xiang)(xiang)線（凝(ning)固(gu)(gu)初期）時達到(dao)(dao)(dao)(dao)一個(ge)峰值（A點(dian)(dian)(dian)）。隨(sui)著凝(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)進行(xing)，發生L→8液(ye)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)轉變(bian)(bian)，氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)較小的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8形成，導致了體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)迅速(su)(su)降低(di)(di)，直(zhi)(zhi)到(dao)(dao)(dao)(dao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)降至(zhi)(zhi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ析出(chu)點(dian)(dian)(dian)（即L+δ→y轉變(bian)(bian)點(dian)(dian)(dian)），此時體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)最小（B點(dian)(dian)(dian)），即出(chu)現(xian)“鐵(tie)素體(ti)(ti)阱（ferrite trap)”［140],如圖(tu)2-99所(suo)示。隨(sui)著凝(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)繼續(xu)進行(xing)，固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)中鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8的(de)(de)質(zhi)量分數減小，氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)較大的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ相(xiang)(xiang)應地增加(jia)，體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)又逐步增大，直(zhi)(zhi)到(dao)(dao)(dao)(dao)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)降至(zhi)(zhi)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)線（凝(ning)固(gu)(gu)結束(shu)，即C點(dian)(dian)(dian)）。凝(ning)固(gu)(gu)結束(shu)后(hou)，隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)繼續(xu)降低(di)(di)，體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)將繼續(xu)增大，這(zhe)主(zhu)要(yao)是由體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)發生固(gu)(gu)固(gu)(gu)轉變(bian)(bian)δ→y(C和D點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間）和奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ中氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)隨(sui)著溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)降低(di)(di)而增加(jia)（D和E點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間）兩方(fang)面原因(yin)所(suo)導致的(de)(de)。此外，氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)在C和D點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間的(de)(de)增長速(su)(su)率(lv)明顯大于D和E點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間，這(zhe)主(zhu)要(yao)歸因(yin)于C和D點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間貧氮(dan)(dan)相(xiang)(xiang)（鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8)的(de)(de)消失(shi)加(jia)速(su)(su)了體(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)增長。在整個(ge)凝(ning)固(gu)(gu)過程中（A和C點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間），氮(dan)(dan)溶(rong)解度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)變(bian)(bian)化范(fan)圍為0.255%~0.648%.由此可(ke)見(jian)，在0.1MPa下(xia)，19Cr14Mn鋼中氮(dan)(dan)的(de)(de)質(zhi)量分數達到(dao)(dao)(dao)(dao)0.9%而不產生嚴(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)氮(dan)(dan)氣孔缺陷，是很難實現(xian)的(de)(de)。
0.1MPa、1MPa和2MPa下(xia)19Cr14MnxN氮溶解度(du)(du)(du)隨壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)變化規律如圖2-99所示，0.1MPa下(xia)，氮溶解度(du)(du)(du)隨壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)變化規律存在明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱，“鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱”本質(zhi)上是在固相(xiang)中奧氏體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)(su)質(zhi)量分數較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)，鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)δ在凝(ning)固初期析出(chu)，導(dao)致體(ti)系(xi)氮溶解度(du)(du)(du)快速(su)降(jiang)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)現象；凝(ning)固過(guo)程(cheng)中鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱的(de)(de)(de)(de)出(chu)現會加(jia)(jia)(jia)劇(ju)局部(bu)氮析出(chu)的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢，造成(cheng)(cheng)局部(bu)氮分布均勻性差等缺(que)(que)陷，更甚(shen)者會導(dao)致大量氣孔缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)，進而(er)影響后(hou)續加(jia)(jia)(jia)工工藝，大幅度(du)(du)(du)降(jiang)低(di)(di)了(le)材料的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)材率(lv)。然而(er)，隨著(zhu)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱減小，當壓(ya)力(li)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)1MPa時，鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱完全(quan)消(xiao)失，且在體(ti)系(xi)整個凝(ning)固過(guo)程(cheng)中，氮溶解度(du)(du)(du)始終處于增(zeng)大的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢。因(yin)此，對19Cr14MnxN而(er)言(yan)，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)壓(ya)力(li)能夠有效地增(zeng)加(jia)(jia)(jia)體(ti)系(xi)氮溶解度(du)(du)(du)，避免鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)，從而(er)減小了(le)凝(ning)固過(guo)程(cheng)中氣孔缺(que)(que)陷的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)趨(qu)勢。
5. 元(yuan)素分配系數
凝固過(guo)程(cheng)中(zhong)，合(he)金(jin)元素在固／液界(jie)面處(chu)發(fa)生質(zhi)量分(fen)數(shu)的(de)(de)(de)再(zai)分(fen)配，導(dao)致了合(he)金(jin)元素在鑄錠內分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)不(bu)均勻性，最終形(xing)成偏析。溶質(zhi)再(zai)分(fen)配的(de)(de)(de)程(cheng)度(du)通常采(cai)用溶質(zhi)分(fen)配系(xi)數(shu)ko進行表(biao)征，即平衡凝固過(guo)程(cheng)中(zhong)固相中(zhong)溶質(zhi)的(de)(de)(de)質(zhi)量分(fen)數(shu)Cs與液相中(zhong)溶質(zhi)的(de)(de)(de)質(zhi)量分(fen)數(shu)CL之間比值：
對(dui)于二元(yuan)(yuan)合(he)(he)金體(ti)系，溶質(zhi)分配系數(shu)o通常可(ke)(ke)以(yi)由相(xiang)圖(tu)中(zhong)固／液相(xiang)線斜率獲得(de)；而對(dui)于多(duo)元(yuan)(yuan)合(he)(he)金體(ti)系，難(nan)以(yi)利用(yong)相(xiang)圖(tu)進行計(ji)算(suan)(suan)，但(dan)可(ke)(ke)基于準確可(ke)(ke)靠的(de)熱力學數(shu)據，利用(yong)溶質(zhi)在固／液相(xiang)中(zhong)化學位相(xiang)等的(de)原理進行計(ji)算(suan)(suan)。由于19Cr14Mn0.9N含氮鋼凝固時，固相(xiang)轉變(bian)過(guo)程(cheng)中(zhong)存在鐵素體(ti)相(xiang)8和(he)奧氏體(ti)相(xiang)γ共(gong)存的(de)階(jie)段，因(yin)而結合(he)(he)凝固過(guo)程(cheng)中(zhong)相(xiang)質(zhi)量分數(shu)以(yi)及(ji)各相(xiang)中(zhong)元(yuan)(yuan)素質(zhi)量分數(shu)，采用(yong)式（2-177)可(ke)(ke)計(ji)算(suan)(suan)各元(yuan)(yuan)素的(de)溶質(zhi)分配系數(shu)，即
式中(zhong)，k為元(yuan)素(su)(su)(su)i的(de)分(fen)(fen)(fen)配系數；ws和wy分(fen)(fen)(fen)別為鐵素(su)(su)(su)體相8和奧氏(shi)體相γ的(de)質量分(fen)(fen)(fen)數；Cs,i和Cy,;分(fen)(fen)(fen)別為元(yuan)素(su)(su)(su)i在鐵素(su)(su)(su)體相8和奧氏(shi)體相γ中(zhong)的(de)質量分(fen)(fen)(fen)數。
在(zai)(zai)(zai)0.1MPa下的(de)(de)(de)(de)凝(ning)固(gu)過(guo)程中(zhong)，19Cr14Mn0.9N含(han)氮(dan)(dan)鋼(gang)各(ge)元素(su)(su)溶(rong)質分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)規律如圖2-100所示(shi)。固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組成由(you)單(dan)(dan)一(yi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ過(guo)渡到鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ和(he)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ共存時，各(ge)元素(su)(su)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)趨勢(shi)出現了明顯的(de)(de)(de)(de)拐點，這(zhe)主要是由(you)于各(ge)元在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)差異較大(da)。結合19Cr14Mn0.9N含(han)氮(dan)(dan)鋼(gang)凝(ning)固(gu)時的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變順序可知(zhi)(zhi)，在(zai)(zai)(zai)凝(ning)固(gu)初期，固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為單(dan)(dan)一(yi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8,鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ中(zhong)各(ge)元素(su)(su)溶(rong)質分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別為：kc(0.092)<kN(0.185)<Mn(0.796)<Mo(0.822)<kGr(0.901)<ksi(0.960).在(zai)(zai)(zai)凝(ning)固(gu)末期，固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為單(dan)(dan)一(yi)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ,奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)各(ge)元素(su)(su)溶(rong)質分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)別為：kc(0.347)<kM.(0.634)<N(0.769)<kcr(0.839)<Mn(0.883)<ksi(1.048).由(you)此可知(zhi)(zhi)，碳、氮(dan)(dan)、錳(meng)和(he)硅(gui)在(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)大(da)于鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8,因而，在(zai)(zai)(zai)發生L+8→γ轉(zhuan)變時，鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8減(jian)(jian)(jian)少，奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ增加，致(zhi)使碳、氮(dan)(dan)、錳(meng)和(he)硅(gui)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)隨著(zhu)液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)減(jian)(jian)(jian)小逐漸增大(da)。而對于鉬和(he)鉻(ge)，它(ta)們(men)在(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)小于鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8,導致(zhi)鉬和(he)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(shu)(shu)(shu)隨著(zhu)液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)減(jian)(jian)(jian)小而逐漸減(jian)(jian)(jian)小，如圖2-100所示(shi)。
在10MPa 和100MPa下(xia)，各元素(su)(su)(su)分(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)隨液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)(fen)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)變化(hua)規律與0.1MPa的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)同，如圖(tu)2-101所示(shi)。而(er)(er)(er)(er)在1000MPa下(xia)，除凝(ning)固初期（液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)(fen)數(shu)(shu)(shu)十分(fen)(fen)接近于(yu)1時(shi)(shi)）固相(xiang)(xiang)(xiang)由單一(yi)鐵素(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8組(zu)成(cheng)外(wai)，在后(hou)續凝(ning)固過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，由于(yu)發(fa)生(sheng)了(le)共晶(jing)轉變L→y+8,固相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鐵素(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8和奧氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)(de)量(liang)均(jun)隨著液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)(fen)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)而(er)(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)大(da)，因(yin)而(er)(er)(er)(er)各元素(su)(su)(su)分(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)為平(ping)滑曲線，無(wu)明顯拐點出(chu)現，如圖(tu)2-101所示(shi)。此外(wai)，隨著壓力(li)(li)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，鉬(mu)和錳的(de)(de)分(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)均(jun)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)，且錳的(de)(de)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)幅度大(da)于(yu)鉬(mu)，因(yin)而(er)(er)(er)(er)壓力(li)(li)有利于(yu)枝晶(jing)間(jian)(jian)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鉬(mu)和錳的(de)(de)富(fu)集，進(jin)(jin)而(er)(er)(er)(er)加(jia)劇了(le)鉬(mu)和錳的(de)(de)微觀偏(pian)(pian)析(xi)，如圖(tu)2-102所示(shi)。對于(yu)元素(su)(su)(su)碳、氮和鉻，元素(su)(su)(su)分(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)隨著壓增(zeng)(zeng)加(jia)而(er)(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)大(da)，且始終小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)1,因(yin)而(er)(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)加(jia)壓力(li)(li)有助(zhu)于(yu)緩解其(qi)在枝晶(jing)間(jian)(jian)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)富(fu)集，從而(er)(er)(er)(er)減(jian)輕碳、氮和鉻的(de)(de)微觀偏(pian)(pian)析(xi)。對于(yu)硅元素(su)(su)(su)，壓力(li)(li)一(yi)定時(shi)(shi)，凝(ning)固過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)其(qi)分(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)從小(xiao)(xiao)(xiao)于(yu)1逐(zhu)步向大(da)于(yu)1過(guo)(guo)渡，使(shi)得枝晶(jing)間(jian)(jian)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)硅的(de)(de)濃度呈現出(chu)先增(zeng)(zeng)大(da)后(hou)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)趨勢；而(er)(er)(er)(er)當壓力(li)(li)增(zeng)(zeng)加(jia)到1000MPa時(shi)(shi)，整個凝(ning)固過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)硅的(de)(de)分(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)始終大(da)于(yu)1,枝晶(jing)間(jian)(jian)液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)硅的(de)(de)濃度隨著液(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)(fen)數(shu)(shu)(shu)的(de)(de)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)而(er)(er)(er)(er)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)，進(jin)(jin)而(er)(er)(er)(er)導致枝晶(jing)界處貧硅，偏(pian)(pian)析(xi)加(jia)劇。
6. 元素(su)擴散系數
擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散是指(zhi)晶(jing)體中原子（或離(li)子）由熱運動(dong)產生(sheng)的(de)遷移(yi)過程(cheng)，合金元素(su)的(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)自(zi)始至終貫(guan)穿(chuan)金屬或者合金發生(sheng)相(xiang)變、組織轉(zhuan)變、結晶(jing)和再結晶(jing)等過程(cheng)。各元素(su)的(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散系數(shu)D是體系的(de)動(dong)態性質(zhi)之一，由菲克第一定(ding)律可知，擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散系數(shu)是元素(su)在單位時間(jian)每(mei)單位濃度梯度的(de)條件(jian)下(xia)沿擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散方(fang)向垂直通過單位面積(ji)的(de)質(zhi)量或物質(zhi)的(de)量，可由阿倫(lun)尼烏(wu)斯(si)方(fang)程(cheng)進行描(miao)述，即
式(shi)中(zhong)，kb為(wei)(wei)玻爾(er)茲曼常數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)；ΔGm為(wei)(wei)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)激活能；T為(wei)(wei)溫度(du)；A為(wei)(wei)常數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。式(shi)（2-178)適用于(yu)(yu)所(suo)(suo)有(you)類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)固態擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)過程，不(bu)同(tong)(tong)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)別僅僅在(zai)(zai)于(yu)(yu)A和(he)ΔGm的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)。從式(shi)（2-178)可以(yi)看出，擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)隨(sui)著擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)激活能ΔGm的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)而減(jian)(jian)(jian)小(xiao)(xiao)；反之，激活能ΔGm越小(xiao)(xiao)，元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)越大(da)，元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)越容易。19Cr14Mn0.9N含氮鋼凝固過程中(zhong)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ中(zhong)各元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)不(bu)同(tong)(tong)壓力下的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)如圖(tu)2-103所(suo)(suo)示。鐵素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)i(i=碳(tan)(tan)(tan)、氮、錳(meng)、鉬、鉻和(he)硅(gui)）的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)均(jun)(jun)比奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)大(da)1~2個數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)級，這主要是由于(yu)(yu)奧(ao)氏體(ti)(ti)晶(jing)胞（面心(xin)立方）的(de)(de)(de)(de)(de)致密(mi)度(du)為(wei)(wei)0.74,大(da)于(yu)(yu)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)晶(jing)胞（體(ti)(ti)心(xin)立方）的(de)(de)(de)(de)(de)致密(mi)度(du)（0.68),而致密(mi)度(du)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)結構中(zhong)，原(yuan)子擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)激活能較高，擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)較小(xiao)(xiao)。此(ci)外(wai)，間隙原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)激活能均(jun)(jun)比置換原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)［145],因(yin)此(ci)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)碳(tan)(tan)(tan)和(he)氮無(wu)論(lun)在(zai)(zai)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)還是奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)均(jun)(jun)比元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)錳(meng)、鉬、鉻和(he)硅(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)2~3個數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)量(liang)級，如圖(tu)2-103所(suo)(suo)示。同(tong)(tong)時隨(sui)著壓力的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，碳(tan)(tan)(tan)和(he)氮擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)變化量(liang)均(jun)(jun)大(da)于(yu)(yu)錳(meng)、鉬、鉻和(he)硅(gui)；增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)壓力減(jian)(jian)(jian)小(xiao)(xiao)了(le)(le)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)氮的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，抑(yi)制(zhi)了(le)(le)氮的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)；增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)壓力減(jian)(jian)(jian)小(xiao)(xiao)了(le)(le)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，但增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)了(le)(le)奧(ao)氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，加(jia)速了(le)(le)其中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)。因(yin)此(ci)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)壓力對不(bu)同(tong)(tong)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)在(zai)(zai)不(bu)同(tong)(tong)相(xiang)(xiang)中(zhong)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響不(bu)同(tong)(tong)，但總體(ti)(ti)來講(jiang)，壓力對擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響較小(xiao)(xiao)，在(zai)(zai)100MPa以(yi)內可以(yi)忽略。
7. 晶粒形(xing)核
a. 臨界(jie)形核(he)半徑
根(gen)據經典形(xing)核理論可知，均質形(xing)核過程中(zhong)臨形(xing)核半徑r與相(xiang)變驅動力ΔGL→S,P之間的(de)關系為(wei)
在(zai)19Cr14Mn0.9N含氮鋼凝固(gu)過程中，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)可由Thermo-Calc 熱(re)力(li)學軟件進行(xing)計(ji)算，結果(guo)如圖(tu)2-104所(suo)示(shi)。凝固(gu)過程中，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)的變(bian)(bian)(bian)(bian)化規律與鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)(liang)分數(shu)(shu)基(ji)本相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同。體(ti)(ti)(ti)(ti)系在(zai)0.1MPa、10MPa和(he)100MPa下凝固(gu)時，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)隨著液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)(liang)分數(shu)(shu)的減(jian)(jian)小呈現出先增大(da)后減(jian)(jian)小的趨勢。凝固(gu)初(chu)期發生(sheng)L→8轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ為生(sheng)成相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，其相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動隨著凝固(gu)的進行(xing)而不(bu)斷(duan)增大(da)，直(zhi)至(zhi)發生(sheng)L+8→γ轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)。此(ci)時，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)達到(dao)峰(feng)值，且壓力(li)越大(da)，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)的峰(feng)值越小，而達到(dao)峰(feng)值時的液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)(liang)分數(shu)(shu)越大(da)，因此(ci)加壓有助于鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)提前達到(dao)峰(feng)值；隨著凝固(gu)的繼續(xu)進行(xing)，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ逐(zhu)步向奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)，其相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)不(bu)斷(duan)減(jian)(jian)小，直(zhi)至(zhi)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8消失。而凝固(gu)壓力(li)為1000MPa時，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)在(zai)整(zheng)個凝固(gu)過程中呈持(chi)續(xu)增大(da)的趨勢。
相(xiang)(xiang)(xiang)比之下，在(zai)0.1MPa、10MPa、100MPa和1000MPa的(de)(de)凝固(gu)過程(cheng)中，無(wu)論L→Y、L+8→y,還是(shi)L→8+y轉變(bian)，奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)(xiang)γ作為生(sheng)成相(xiang)(xiang)(xiang)，其相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)驅動力(li)(li)變(bian)化呈單調性，均隨著壓力(li)(li)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而增(zeng)(zeng)(zeng)大。因此，增(zeng)(zeng)(zeng)加壓力(li)(li)有助于(yu)提升凝固(gu)過程(cheng)相(xiang)(xiang)(xiang)轉變(bian)趨勢(shi)，即均增(zeng)(zeng)(zeng)大了L→8、L→γ以及L+8→y相(xiang)(xiang)(xiang)轉變(bian)過程(cheng)中生(sheng)成相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)驅動力(li)(li)，有利于(yu)促進19Cr14Mn0.9N含氮鋼凝固(gu)過程(cheng)的(de)(de)進行，這主要是(shi)因為鐵素體相(xiang)(xiang)(xiang)δ和奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)(de)比體積均小(xiao)于(yu)液相(xiang)(xiang)(xiang)。
根據(ju)式（2-179),不同壓力(li)下晶(jing)粒的臨界形核半(ban)徑(jing)與相變驅動力(li)的關(guan)系為
b. 形核率
單(dan)(dan)位體積液相在(zai)單(dan)(dan)位時(shi)間內所形(xing)成(cheng)的晶(jing)核(he)(he)數(shu)目稱為形(xing)核(he)(he)率，經典形(xing)核(he)(he)理論給出了形(xing)核(he)(he)率N與擴散激(ji)活(huo)能ΔGm和形(xing)核(he)(he)功(gong)ΔG*之間的關系(xi)，即
從(cong)式(shi)（2-185)中可(ke)(ke)以看出，形核(he)(he)功ΔG隨(sui)(sui)著相變(bian)驅動力ΔGL→s,P的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大而(er)減(jian)小，因(yin)此增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)凝(ning)固壓(ya)力有利于形核(he)(he)功ΔG的(de)(de)降低（ΔG+ΔP<ΔG),進而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)大形核(he)(he)率(lv)N.此外，從(cong)壓(ya)力對擴(kuo)散系數的(de)(de)影響可(ke)(ke)以得(de)出，隨(sui)(sui)著壓(ya)力的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，擴(kuo)散激(ji)活(huo)能(neng)ΔGm的(de)(de)變(bian)化(hua)較小，在較低壓(ya)力下，擴(kuo)散激(ji)活(huo)能(neng)ΔG的(de)(de)變(bian)化(hua)可(ke)(ke)以忽(hu)略。結合式(shi)（2-183)可(ke)(ke)知，加(jia)壓(ya)通過減(jian)小形核(he)(he)功ΔG,使得(de)形核(he)(he)率(lv)N呈指數增(zeng)(zeng)(zeng)長，達到細(xi)化(hua)晶(jing)粒(li)的(de)(de)效果。
8. 密(mi)度和(he)熱(re)膨脹系數
密(mi)(mi)度(du)表(biao)示物(wu)質疏密(mi)(mi)程(cheng)度(du)，H13密(mi)(mi)度(du)隨壓(ya)力(li)和(he)溫度(du)的(de)(de)變化曲(qu)(qu)線如(ru)圖(tu)2-105所示。其(qi)中，點S1、E1、B1、L1、S2、E2、B2和(he)L2分(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)對應H13凝(ning)固(gu)(gu)過程(cheng)中的(de)(de)相變開(kai)(kai)始(shi)和(he)結束點；S1和(he)S2分(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)代表(biao)不同(tong)壓(ya)力(li)下(xia)(xia)H13的(de)(de)固(gu)(gu)相點；E1和(he)E2分(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)代表(biao)不同(tong)壓(ya)力(li)下(xia)(xia)相變L→γ開(kai)(kai)始(shi)點；B1和(he)B2分(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)代表(biao)不同(tong)壓(ya)力(li)下(xia)(xia)相變L+8→y開(kai)(kai)始(shi)點；L1和(he)L2分(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)代表(biao)不同(tong)壓(ya)力(li)下(xia)(xia)相變L→8開(kai)(kai)始(shi)點，即(ji)H13的(de)(de)凝(ning)固(gu)(gu)開(kai)(kai)始(shi)點；L1Lo(0.1MPa、1MPa和(he)2MPa)和(he)L2Lo(1000MPa)表(biao)示液(ye)相密(mi)(mi)度(du)隨溫度(du)的(de)(de)變化曲(qu)(qu)線，相應固(gu)(gu)相密(mi)(mi)度(du)隨溫度(du)的(de)(de)變化曲(qu)(qu)線分(fen)別(bie)(bie)(bie)(bie)如(ru)線S1So和(he)S2So所示。線L2Lo和(he)L1Lo、S2So和(he)S1So相互重(zhong)合(he)，表(biao)明壓(ya)力(li)從0.1MPa增加至(zhi)1000MPa時，壓(ya)力(li)對固(gu)(gu)相液(ye)相密(mi)(mi)度(du)以及熱(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數的(de)(de)影響幾乎可(ke)以忽略不計，熱(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數約為2x10-4。
S1L1(0.1Mpa、1MPa和(he)2MPa)和(he)S2L2(1000MPa)分別代表不同壓(ya)力(li)下液、δ和(he)γ混合相密度(du)隨溫度(du)的變化規律。當溫度(du)一定時，壓(ya)力(li)從0.1MPa 增(zeng)加至1000MPa,混合相密度(du)變化幅度(du)較大，其主要(yao)原因如下：
a. 加壓提高了固(gu)（S1→S2)、液相(xiang)溫(wen)度(du)（L→L2),使得凝(ning)固(gu)區間向高溫(wen)區移動（S,L1S2L2),進而導致(zhi)在溫(wen)度(du)一定時，混(hun)合相(xiang)中固(gu)相(xiang)的體積分(fen)數增大，液相(xiang)體積分(fen)數相(xiang)應減小。
b. 混合相中，固相密(mi)度（8和γ)大于(yu)液相密(mi)度，且隨壓(ya)力的變化(hua)幅(fu)度較小。
此外，凝固過(guo)程中（S1L1和(he)S2L2),密度的(de)波動主要由相變（L→y;L+δ→Y和(he)L→8)導(dao)致各相體積(ji)分數變化所導(dao)致。
9. 焓(han)、凝(ning)固潛熱以及比熱
焓為熱力(li)學中表示物質系統能量狀態的一個狀態參數，每(mei)千克物質的焓為比焓，即(ji)
式中，h為比(bi)焓(han)(han)；m為質(zhi)量；U為內(nei)能；P為壓力；V為體(ti)積。由式（2-186)可知，當(dang)(dang)內(nei)能和(he)質(zhi)量一(yi)定時(shi)(shi)，比(bi)焓(han)(han)h與PV成正(zheng)比(bi)。當(dang)(dang)壓力小于(yu)1000MPa時(shi)(shi)，加壓對液相(xiang)和(he)固相(xiang)密(mi)度的(de)(de)影響幾(ji)乎(hu)(hu)可以忽略不計，因(yin)而(er)對體(ti)積的(de)(de)影響微乎(hu)(hu)其(qi)微。那(nei)么，比(bi)焓(han)(han)主(zhu)要受壓力的(de)(de)影響，當(dang)(dang)壓力從0.1MPa增(zeng)加至1000MPa時(shi)(shi)，比(bi)焓(han)(han)明顯增(zeng)大，但(dan)當(dang)(dang)壓力低于(yu)2MPa時(shi)(shi)，比(bi)焓(han)(han)幾(ji)乎(hu)(hu)保持不變，如(ru)圖2-106所示。在(zai)凝固過程(cheng)中（L1S1和(he)L2S2),當(dang)(dang)溫度一(yi)定時(shi)(shi)，H13整個(ge)熱(re)力學體(ti)系的(de)(de)比(bi)焓(han)(han)隨壓力的(de)(de)變化趨勢非常復雜(za)，主(zhu)要原因(yin)如(ru)下：
a. 凝固(gu)過程(cheng)中存在凝固(gu)潛熱的釋放(fang)，且潛熱釋放(fang)與固(gu)相體積分數(shu)直接相關。
b. 當溫(wen)度一(yi)定時(shi)，固相體積分數隨不同(tong)壓(ya)力的變化而變化。
根據比焓隨溫度的(de)變(bian)(bian)化曲(qu)(qu)線(xian)，可(ke)(ke)得H13的(de)凝(ning)(ning)固潛熱為221.3kJ/kgl1511;由比焓溫度變(bian)(bian)化曲(qu)(qu)線(xian)的(de)斜(xie)率可(ke)(ke)得，液、固相比熱分(fen)比為822.8J/(kg·K)和679.5J/(kg·K).當(dang)壓(ya)力低(di)于1000MPa時，凝(ning)(ning)固潛熱，液、固相比熱隨壓(ya)力的(de)變(bian)(bian)化均可(ke)(ke)忽略不(bu)計(ji)，如圖2-106所示。
