在(zai)(zai)加(jia)壓冶(ye)煉過(guo)(guo)程中，壓力(li)的(de)控制對保障高氮(dan)鋼(gang)具備致(zhi)密的(de)宏觀組織和(he)優異性能尤為重要。目前，經證(zheng)實，壓力(li)主要通過(guo)(guo)兩種方(fang)式對凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程和(he)組織產生(sheng)影響(xiang)：一種方(fang)式是(shi)宏觀尺(chi)度上機械作用(yong)導(dao)致(zhi)的(de)物理(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)，如改(gai)變(bian)(bian)(bian)鑄錠和(he)鑄型間(jian)的(de)熱(re)交(jiao)換(huan)、冷卻速率(lv)以(yi)及充型過(guo)(guo)程的(de)控制等，另(ling)一種方(fang)式是(shi)微觀尺(chi)度上的(de)熱(re)力(li)學(xue)和(he)動力(li)學(xue)參數變(bian)(bian)(bian)化(hua)，壓力(li)作為基(ji)本熱(re)力(li)學(xue)參數之一，對有(you)(you)氣相(xiang)參與的(de)冶(ye)金(jin)反(fan)應和(he)凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程具有(you)(you)十分(fen)重要的(de)影響(xiang)；增加(jia)壓力(li)在(zai)(zai)提(ti)高冶(ye)金(jin)反(fan)應速率(lv)的(de)同時，能夠顯著增加(jia)鋼(gang)液中氮(dan)、鈣和(he)鎂的(de)溶解度，提(ti)高其(qi)收得率(lv)，進而充分(fen)發揮其(qi)凈化(hua)鋼(gang)液或(huo)合(he)金(jin)化(hua)作用(yong)；在(zai)(zai)低(di)壓凝(ning)固(gu)(gu)過(guo)(guo)程中，壓力(li)對相(xiang)圖(tu)、凝(ning)固(gu)(gu)熱(re)力(li)學(xue)和(he)動力(li)學(xue)參數的(de)影響(xiang)可(ke)以(yi)忽略不計，但在(zai)(zai)高壓下，相(xiang)圖(tu)、凝(ning)固(gu)(gu)熱(re)力(li)學(xue)和(he)動力(li)學(xue)參數隨之發生(sheng)改(gai)變(bian)(bian)(bian)，進而改(gai)變(bian)(bian)(bian)常規條件下的(de)凝(ning)固(gu)(gu)模式，從而有(you)(you)利于一些(xie)新(xin)相(xiang)或(huo)新(xin)材料結構的(de)生(sheng)成。

  壓力(li)對(dui)材料(liao)組(zu)織(zhi)和(he)性能的(de)影響已(yi)經(jing)引起了(le)廣泛(fan)關注(zhu)，自諾貝爾獎獲得(de)者Bridgman 開(kai)展相關研究(jiu)以來,材料(liao)熱力(li)學(xue)(xue)和(he)動力(li)學(xue)(xue)參(can)數(shu)隨壓力(li)的(de)變(bian)化(hua)規律(lv)就已(yi)經(jing)得(de)到了(le)大(da)量(liang)研究(jiu),這些研究(jiu)主要(yao)(yao)采用相圖計(ji)算（calculation of phasediagram,CALPHAD)的(de)方(fang)式完成，且(qie)主要(yao)(yao)集中在(zai)(zai)有色金屬(shu)合金材料(liao)方(fang)面，如(ru)Bi-Sb、Al-Ge、Al-Si、Al-Zn和(he)Cd-Zn等;所研究(jiu)的(de)熱力(li)學(xue)(xue)和(he)動力(li)學(xue)(xue)參(can)數(shu)主要(yao)(yao)包括(kuo)相圖、摩爾體(ti)積、共晶(jing)溫度、初始轉變(bian)相類型、共晶(jing)點成分、晶(jing)粒(li)形(xing)核以及擴散系數(shu)等方(fang)面。研究(jiu)表明，高壓下(xia)（數(shu)量(liang)級約為(wei)10GPa)的(de)熱力(li)學(xue)(xue)和(he)動力(li)學(xue)(xue)參(can)數(shu)與常壓下(xia)存(cun)在(zai)(zai)明顯差異,而這些差異有助于闡明壓力(li)對(dui)組(zu)織(zhi)的(de)影響機理。

  同樣，在壓(ya)力(li)(li)影響鋼(gang)(gang)鐵(tie)熱力(li)(li)學和(he)(he)(he)動力(li)(li)學參數(shu)方面，有(you)研究(jiu)人員初步探討了(le)鋼(gang)(gang)鐵(tie)材(cai)(cai)料在高壓(ya)下(xia)的(de)(de)相(xiang)(xiang)轉變(bian)(bian)、固(gu)(gu)(gu)／液相(xiang)(xiang)線溫(wen)度和(he)(he)(he)擴散系(xi)(xi)數(shu)等。所選體(ti)(ti)系(xi)(xi)有(you)Fe-C和(he)(he)(he)Fe-Mn-C(高錳鋼(gang)(gang)）等。高壓(ya)下(xia)的(de)(de)Fe-C相(xiang)(xiang)圖見圖2-91,隨(sui)著壓(ya)力(li)(li)增大，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)α和(he)(he)(he)δ區域(yu)不(bu)斷(duan)減小，奧氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ區域(yu)不(bu)斷(duan)增大，當壓(ya)力(li)(li)增加至2000MPa時(shi)，鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)α和(he)(he)(he)8區域(yu)幾(ji)乎(hu)消失。但與有(you)色金屬(shu)方面相(xiang)(xiang)比，壓(ya)力(li)(li)對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)材(cai)(cai)料的(de)(de)凝(ning)固(gu)(gu)(gu)相(xiang)(xiang)組(zu)成、熱力(li)(li)學和(he)(he)(he)動力(li)(li)學參數(shu)方面的(de)(de)研究(jiu)依然(ran)十分貧瘠。本(ben)節將以含氮鋼(gang)(gang)（19Cr14Mn0.9N)和(he)(he)(he)H13分別討論，壓(ya)力(li)(li)對(dui)凝(ning)固(gu)(gu)(gu)過程中相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)、熱力(li)(li)學（相(xiang)(xiang)質量(liang)分數(shu)、凝(ning)固(gu)(gu)(gu)模(mo)式、固(gu)(gu)(gu)／液相(xiang)(xiang)線、體(ti)(ti)系(xi)(xi)氮溶解度、相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)驅動力(li)(li)和(he)(he)(he)分配系(xi)(xi)數(shu)等）和(he)(he)(he)動力(li)(li)學參數(shu)（擴散系(xi)(xi)數(shu)）的(de)(de)影響規律，從而系(xi)(xi)統論述壓(ya)力(li)(li)對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)材(cai)(cai)料凝(ning)固(gu)(gu)(gu)熱力(li)(li)學和(he)(he)(he)動力(li)(li)學的(de)(de)影響規律。

1. 凝固相變

  相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)是用來表征相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)平衡(heng)系(xi)統的(de)(de)組成與(yu)熱(re)力學參(can)數(shu)(shu)（如溫(wen)度和(he)(he)(he)(he)壓力）之間關系(xi)的(de)(de)一種(zhong)圖(tu)(tu)形，它可以提供(gong)壓力和(he)(he)(he)(he)其他(ta)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)關熱(re)力學參(can)數(shu)(shu)之間的(de)(de)關系(xi)，這些熱(re)力學參(can)數(shu)(shu)包含了相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)轉變(bian)(bian)溫(wen)度和(he)(he)(he)(he)元素的(de)(de)平衡(heng)分(fen)配系(xi)數(shu)(shu)等。因(yin)此，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)是探討壓力對熱(re)力學參(can)數(shu)(shu)影響規律的(de)(de)基礎。19Cr14Mn0.9N含氮鋼在(zai)(zai)0.1MPa 下(xia)隨氮質量分(fen)數(shu)(shu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)垂(chui)直(zhi)截(jie)面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)中(zhong)凝固相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)的(de)(de)區(qu)域(yu)如圖(tu)(tu)2-91(a)所(suo)示(shi)(shi)。圖(tu)(tu)中(zhong)存在(zai)(zai)七個相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)，分(fen)別(bie)為三(san)(san)(san)個單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)：液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)L、鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)(he)(he)(he)奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)y;三(san)(san)(san)個兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)：L+8、L+Y和(he)(he)(he)(he)8+γ;一個三(san)(san)(san)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)共(gong)(gong)存區(qu)L+8+γ.三(san)(san)(san)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)共(gong)(gong)存區(qu)L+8+γ是一個曲邊三(san)(san)(san)角(jiao)形，三(san)(san)(san)個頂點（A、B和(he)(he)(he)(he)C)分(fen)別(bie)與(yu)三(san)(san)(san)個單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)（鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8、奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ和(he)(he)(he)(he)液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)L)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)接，且(qie)居中(zhong)的(de)(de)單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)（奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ)位于三(san)(san)(san)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)的(de)(de)下(xia)方。根(gen)據(ju)曲邊三(san)(san)(san)角(jiao)形的(de)(de)判定原則(ze)［137,三(san)(san)(san)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)內發(fa)生了包晶反應：L+δ→Y;三(san)(san)(san)個兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)（L+8、L+y和(he)(he)(he)(he)8+γ)分(fen)別(bie)發(fa)生了L→8、L→y和(he)(he)(he)(he)δ→y.在(zai)(zai)10MPa和(he)(he)(he)(he)100MPa下(xia)，隨氮質量分(fen)數(shu)(shu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)垂(chui)直(zhi)截(jie)面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)分(fen)別(bie)如圖(tu)(tu)2-92(b)和(he)(he)(he)(he)（c)所(suo)示(shi)(shi)，對比可以看出，10MPa和(he)(he)(he)(he)100MPa下(xia)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)中(zhong)的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)數(shu)(shu)量和(he)(he)(he)(he)類型與(yu)0.1MPa的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，而1000MPa下(xia)，隨氮質量分(fen)數(shu)(shu)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)垂(chui)直(zhi)截(jie)面相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)圖(tu)(tu)中(zhong)存在(zai)(zai)兩(liang)個單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)（液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)L和(he)(he)(he)(he)奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ),鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)消失，如圖(tu)(tu)2-92(d)所(suo)示(shi)(shi)。

  相圖(tu)中三相共存區(qu) L+8+y 隨壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)變(bian)化規(gui)律如(ru)圖(tu)2-93所(suo)示，在(zai)0.1MPa、10MPa、100MPa 和(he)(he)(he)1000MPa下，A點(dian)的(de)(de)(de)坐標分(fen)別為（0.0261%,1531.84K)、（0.0259%,1532.26K)、（0.0239%,1532.79K)和(he)(he)(he)（0%,1537.02K),B點(dian)的(de)(de)(de)坐標分(fen)別為（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)(de)(de)坐標分(fen)別為（0.934%,1639.76K)、（0.930%,1639.67K)、（0.926%,1641.78K)和(he)(he)(he)（0.901%,1666.65K).隨著壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)增(zeng)加，A和(he)(he)(he)C點(dian)向(xiang)(xiang)(xiang)低氮(dan)區(qu)移(yi)動，B點(dian)向(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)氮(dan)區(qu)移(yi)動，整個區(qu)域(yu)向(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)溫區(qu)移(yi)動，且三相共存區(qu)L+8+y呈增(zeng)大(da)趨勢，曲邊三角形的(de)(de)(de)形狀逐漸由(you)“?”向(xiang)(xiang)(xiang)“Δ”轉變(bian)［137],相轉變(bian)方式逐步(bu)由(you)包(bao)晶反應(ying)（L+δ→y)向(xiang)(xiang)(xiang)共晶反應(ying)（L→8+y)過(guo)渡，即當壓(ya)力(li)(li)分(fen)別為0.1MPa、10MPa和(he)(he)(he)100MPa時(shi)(shi)，凝固(gu)過(guo)程為包(bao)晶反應(ying)，而1000MPa時(shi)(shi)為共晶反應(ying)。

  為(wei)了進(jin)一(yi)步(bu)說(shuo)明(ming)壓(ya)力(li)對(dui)凝(ning)固(gu)(gu)過程中相(xiang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)的(de)影響規律(lv)，19Cr14Mn0.9N 含氮(dan)鋼凝(ning)固(gu)(gu)過程中鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)隨(sui)液(ye)(ye)(ye)相(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)的(de)變(bian)化規律(lv)如圖(tu)2-94所(suo)(suo)示(shi)。在0.1MPa、10MPa和(he)(he)100MPa下凝(ning)固(gu)(gu)時(shi)，鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)8質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)呈現(xian)出先增大后減(jian)小(xiao)的(de)趨(qu)勢(shi)，拐(guai)點(dian)分別為(wei)P1、P2和(he)(he)P3,如圖(tu)2-94(a)所(suo)(suo)示(shi)；而奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ均呈現(xian)出連(lian)續(xu)增大的(de)趨(qu)勢(shi)。在0.1MPa、10MPa和(he)(he)100MPa下鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)δ質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)變(bian)化拐(guai)點(dian)P1、P2和(he)(he)P3的(de)溫(wen)度(du)分別與奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)出現(xian)位置Q1、Q2和(he)(he)Q3的(de)溫(wen)度(du)相(xiang)同(tong)，如圖(tu)2-94(b)所(suo)(suo)示(shi)。當高于P1(Q1)、P2(Q2)和(he)(he)P3(Q3)的(de)溫(wen)度(du)時(shi)，鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)8質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)隨(sui)著(zhu)液(ye)(ye)(ye)相(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)的(de)減(jian)小(xiao)而增加，此(ci)時(shi)無(wu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ出現(xian)，即發生液(ye)(ye)(ye)固(gu)(gu)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)（L→8);當低于P1(Q1)、P2(Q2)和(he)(he)P3(Q3)的(de)溫(wen)度(du)時(shi)，鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)8質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)隨(sui)著(zhu)液(ye)(ye)(ye)相(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)的(de)減(jian)小(xiao)而減(jian)小(xiao)，而奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ逐(zhu)漸(jian)(jian)增加，即鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)8隨(sui)著(zhu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ的(de)形成(cheng)逐(zhu)漸(jian)(jian)消失(shi)，發生包(bao)(bao)晶(jing)(jing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)（L+8→y);而1000MPa下，鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)8和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)均隨(sui)著(zhu)液(ye)(ye)(ye)相(xiang)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)的(de)減(jian)小(xiao)而逐(zhu)步(bu)增大，直至凝(ning)固(gu)(gu)結束，表明(ming)鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)δ和(he)(he)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ幾(ji)乎同(tong)時(shi)從液(ye)(ye)(ye)相(xiang)中析出，即凝(ning)固(gu)(gu)過程發生共晶(jing)(jing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)（L→8+y).這也證明(ming)了隨(sui)著(zhu)壓(ya)力(li)的(de)增加，相(xiang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)方式逐(zhu)漸(jian)(jian)由包(bao)(bao)晶(jing)(jing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)（L+8→y)向共晶(jing)(jing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)（L→8+y)過渡。

  19Cr14Mn0.9N含氮(dan)鋼凝固過程(cheng)中鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8和奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ的(de)單相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)隨壓力(li)的(de)變化規律如(ru)(ru)圖(tu)2-95所(suo)示。當(dang)壓力(li)從(cong)0.1MPa增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)100MPa時，δ/(δ+L)相(xiang)(xiang)邊界(jie)變化較小(xiao)(xiao)，8/(δ+γ)相(xiang)(xiang)邊界(jie)整體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)高溫端移動(dong)，鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8形成(cheng)區(qu)(qu)域逐漸減小(xiao)(xiao)；當(dang)壓力(li)進(jin)一步增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)1000MPa時，鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)8單相(xiang)(xiang)區(qu)(qu)幾乎從(cong)隨氮(dan)質量分(fen)數變化的(de)垂直(zhi)截面相(xiang)(xiang)圖(tu)中消(xiao)(xiao)失，如(ru)(ru)圖(tu)2-95(a)所(suo)示，即增(zeng)加(jia)(jia)壓力(li)有(you)助于(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)δ的(de)消(xiao)(xiao)失［138].而對(dui)于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)γ,隨著壓力(li)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，γ/(y+L)相(xiang)(xiang)邊界(jie)向(xiang)高溫段(duan)移動(dong)，γ/(δ+γ)相(xiang)(xiang)邊界(jie)整體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)向(xiang)高氮(dan)區(qu)(qu)移動(dong)，整個區(qu)(qu)域呈(cheng)增(zeng)大趨勢，如(ru)(ru)圖(tu)2-95(b)所(suo)示。

2. 凝固模(mo)式

  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)模式(shi)根(gen)據(ju)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)初始(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)種類(lei)和相(xiang)(xiang)(xiang)轉變(bian)類(lei)型通常分(fen)(fen)為(wei)(wei)四類(lei)。①F型：L→L+8→8→8+y;②FA型：L→L+8→L+8+Y→8+y;③AF型：L→L+Y→L+y+δ→8+y;④A型：L→L+y→y.凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)模式(shi)主要受合(he)金(jin)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)和凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)條件(jian)的(de)影響，在合(he)金(jin)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)一(yi)定的(de)情況下，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)模式(shi)主要由凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)條件(jian)決定。19Cr14Mn0.9N含(han)氮(dan)鋼(gang)在不(bu)(bu)同壓(ya)力下的(de)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)順序(xu)(xu)，如圖(tu)2-96所示，鐵(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ為(wei)(wei)初始(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)，即(ji)19Cr14Mn0.9N含(han)氮(dan)鋼(gang)在各壓(ya)力下的(de)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)模式(shi)均(jun)為(wei)(wei)FA型。以0.1MPa的(de)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)(cheng)為(wei)(wei)例，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)過程(cheng)(cheng)分(fen)(fen)為(wei)(wei)三(san)個(ge)階段，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)初期，發生L→8相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)反(fan)應(ying)；當固(gu)(gu)(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)(fen)數升至0.05左右(you)時，發生包晶反(fan)應(ying)（L+δ→y),奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ開始(shi)形成(cheng)(cheng)(cheng)，鐵(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ逐(zhu)漸(jian)減少(shao)，此時體(ti)系中固(gu)(gu)(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)由8和γ共同組成(cheng)(cheng)(cheng)；在凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)末期，鐵(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8完全消失，液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)直(zhi)接轉變(bian)為(wei)(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ(L→y),直(zhi)到凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)結(jie)束(shu)，凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)結(jie)束(shu)后，固(gu)(gu)(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)單一(yi)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ.因此，0.1MPa 下19Cr14Mn0.9N 含(han)氮(dan)鋼(gang)的(de)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)順序(xu)(xu)為(wei)(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(xiang)變順序(xu)可知，當壓力從0.1MPa增加到(dao)100MPa時，19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼(gang)的凝固(gu)模式依舊為FA型(xing)。然(ran)而(er)，當壓力達到(dao)1000MPa時，凝固(gu)過程中包晶(jing)反應（L+8→y)轉變為共晶(jing)反應（L→8+y),其(qi)相(xiang)轉變順序(xu)發生明(ming)顯變化，如圖2-96所示。1000MPa下凝固(gu)相(xiang)變順序(xu)可歸結為：L→L+8→L+8+Y→8+γ.

  此(ci)外，當壓(ya)力逐漸由0.1MPa增(zeng)加(jia)(jia)(jia)至1000MPa時(shi)(shi)，L→8相(xiang)(xiang)轉變(bian)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)區(qu)間由3.86K降至0.079K,奧氏(shi)體相(xiang)(xiang)γ形成時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)分(fen)數由0.05降至0.00075（圖2-96),同(tong)時(shi)(shi)相(xiang)(xiang)圖中C點（圖2-93)氮質(zhi)量(liang)分(fen)數由0.934%降低(di)至0.901%,固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)分(fen)數十分(fen)逼近本(ben)體氮質(zhi)量(liang)分(fen)數0.9%,即L→8相(xiang)(xiang)轉變(bian)區(qu)間基(ji)本(ben)消(xiao)失。因此(ci)，隨著壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，19Cr14Mn0.9N含氮鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)凝固(gu)(gu)模式呈現由FA型(xing)向A型(xing)轉變(bian)的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)，這(zhe)主要(yao)是由于增(zeng)加(jia)(jia)(jia)壓(ya)力有助于比體積小(xiao)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)形成（γ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)比體積小(xiao)于8相(xiang)(xiang)）,即加(jia)(jia)(jia)壓(ya)抑制(zhi)了8相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)形成，使凝固(gu)(gu)模式發生改變(bian)。

3. 固／液相(xiang)線

  凝固(gu)存在凝固(gu)潛熱(re)的釋放和體積的收縮(suo)，屬于一級相變，因而可以采用克拉佩龍方程(cheng)來描述壓力(li)與相變溫度之間的關系(xi)，即

4. 氮溶解度

  溫(wen)(wen)度(du)(du)是影響合金體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因素之(zhi)一。從圖2-98中(zhong)可(ke)(ke)以看出(chu)，隨著液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)降低(di)，19Cr14MnxN 凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程中(zhong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)逐漸升(sheng)高，直(zhi)到(dao)溫(wen)(wen)度(du)(du)降至(zhi)液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)線（凝(ning)(ning)固(gu)(gu)初期(qi)）時達到(dao)一個(ge)峰值(zhi)（A點(dian)(dian)(dian)）。隨著凝(ning)(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)(de)進行，發(fa)生L→8液固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)變(bian)，氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)較小(xiao)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8形成，導致了體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)(du)迅速降低(di)，直(zhi)到(dao)溫(wen)(wen)度(du)(du)降至(zhi)奧氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ析出(chu)點(dian)(dian)(dian)（即(ji)L+δ→y轉(zhuan)變(bian)點(dian)(dian)(dian)），此時體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)最小(xiao)（B點(dian)(dian)(dian)），即(ji)出(chu)現“鐵(tie)素體(ti)(ti)阱（ferrite trap)”［140],如圖2-99所示。隨著凝(ning)(ning)固(gu)(gu)的(de)(de)(de)繼續進行，固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數減小(xiao)，氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)較大(da)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)應地增(zeng)(zeng)加，體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)又逐步(bu)增(zeng)(zeng)大(da)，直(zhi)到(dao)溫(wen)(wen)度(du)(du)降至(zhi)固(gu)(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)線（凝(ning)(ning)固(gu)(gu)結(jie)(jie)束(shu)，即(ji)C點(dian)(dian)(dian)）。凝(ning)(ning)固(gu)(gu)結(jie)(jie)束(shu)后，隨著溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)繼續降低(di)，體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)將繼續增(zeng)(zeng)大(da)，這主要(yao)是由體(ti)(ti)系(xi)發(fa)生固(gu)(gu)固(gu)(gu)轉(zhuan)變(bian)δ→y(C和(he)D點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)）和(he)奧氏體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)隨著溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)降低(di)而(er)增(zeng)(zeng)加（D和(he)E點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)）兩方(fang)面(mian)原因所導致的(de)(de)(de)。此外，氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)在C和(he)D點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長(chang)速率明(ming)顯大(da)于(yu)D和(he)E點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)，這主要(yao)歸因于(yu)C和(he)D點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)貧(pin)氮(dan)(dan)(dan)(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)（鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8)的(de)(de)(de)消失加速了體(ti)(ti)系(xi)氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)長(chang)。在整個(ge)凝(ning)(ning)固(gu)(gu)過(guo)程中(zhong)（A和(he)C點(dian)(dian)(dian)之(zhi)間(jian)(jian)），氮(dan)(dan)(dan)(dan)溶解(jie)度(du)(du)的(de)(de)(de)變(bian)化范圍為(wei)0.255%~0.648%.由此可(ke)(ke)見，在0.1MPa下，19Cr14Mn鋼中(zhong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數達到(dao)0.9%而(er)不(bu)產生嚴重(zhong)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)(dan)氣(qi)孔缺陷，是很難(nan)實現的(de)(de)(de)。

  0.1MPa、1MPa和2MPa下19Cr14MnxN氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)隨(sui)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)變化規(gui)律如圖2-99所示(shi)，0.1MPa下，氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)隨(sui)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)變化規(gui)律存在(zai)明顯的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱，“鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱”本質上是(shi)在(zai)固(gu)相(xiang)中(zhong)奧氏體(ti)形成(cheng)(cheng)元素(su)(su)(su)質量分數較(jiao)低的(de)(de)(de)情況下，鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)相(xiang)δ在(zai)凝(ning)固(gu)初期析出，導致(zhi)體(ti)系(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)快速降(jiang)低的(de)(de)(de)現(xian)象；凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱的(de)(de)(de)出現(xian)會(hui)加(jia)劇局(ju)(ju)部氮(dan)(dan)析出的(de)(de)(de)趨勢，造成(cheng)(cheng)局(ju)(ju)部氮(dan)(dan)分布均勻性差等缺(que)陷(xian)，更甚者會(hui)導致(zhi)大(da)量氣(qi)孔缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)，進而(er)影響后續(xu)加(jia)工工藝，大(da)幅度(du)(du)(du)降(jiang)低了材料的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)材率。然(ran)而(er)，隨(sui)著(zhu)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)增加(jia)，鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱減(jian)(jian)小，當壓(ya)(ya)力增加(jia)到(dao)1MPa時，鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱完全消(xiao)失，且在(zai)體(ti)系(xi)整個凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)始終(zhong)處于增大(da)的(de)(de)(de)趨勢。因(yin)此(ci)，對19Cr14MnxN而(er)言，增加(jia)壓(ya)(ya)力能夠有效(xiao)地增加(jia)體(ti)系(xi)氮(dan)(dan)溶(rong)解(jie)(jie)度(du)(du)(du)，避免鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)，從而(er)減(jian)(jian)小了凝(ning)固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)氣(qi)孔缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)趨勢。

5. 元(yuan)素分(fen)配系(xi)數

  凝固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)，合(he)金(jin)元(yuan)素在固(gu)(gu)／液(ye)界面處發生(sheng)質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數的再(zai)分(fen)配，導致(zhi)了合(he)金(jin)元(yuan)素在鑄(zhu)錠內分(fen)布的不均勻性(xing)，最終形成偏析(xi)。溶質(zhi)(zhi)(zhi)再(zai)分(fen)配的程(cheng)(cheng)度通常(chang)采用(yong)溶質(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)配系數ko進行表(biao)征(zheng)，即平(ping)衡凝固(gu)(gu)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)固(gu)(gu)相中(zhong)溶質(zhi)(zhi)(zhi)的質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數Cs與液(ye)相中(zhong)溶質(zhi)(zhi)(zhi)的質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數CL之間比值：

  對于二元合金(jin)體(ti)系(xi)，溶質分配系(xi)數(shu)o通常可(ke)以(yi)(yi)由相圖(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)固(gu)／液相線(xian)斜率(lv)獲得；而對于多元合金(jin)體(ti)系(xi)，難以(yi)(yi)利用(yong)相圖(tu)進(jin)行計算，但可(ke)基于準確可(ke)靠(kao)的熱力學(xue)數(shu)據，利用(yong)溶質在(zai)固(gu)／液相中(zhong)(zhong)(zhong)化學(xue)位相等的原(yuan)理進(jin)行計算。由于19Cr14Mn0.9N含氮鋼凝固(gu)時，固(gu)相轉(zhuan)變過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)存在(zai)鐵素體(ti)相8和奧氏體(ti)相γ共存的階段，因而結合凝固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)相質量(liang)分數(shu)以(yi)(yi)及各相中(zhong)(zhong)(zhong)元素質量(liang)分數(shu)，采用(yong)式（2-177)可(ke)計算各元素的溶質分配系(xi)數(shu)，即

  式(shi)中，k為元素i的(de)分(fen)配系數(shu)(shu)；ws和(he)wy分(fen)別為鐵素體相8和(he)奧氏體相γ的(de)質量分(fen)數(shu)(shu)；Cs,i和(he)Cy,;分(fen)別為元素i在鐵素體相8和(he)奧氏體相γ中的(de)質量分(fen)數(shu)(shu)。

  在(zai)(zai)0.1MPa下的(de)(de)(de)凝固(gu)過程(cheng)中(zhong)，19Cr14Mn0.9N含(han)(han)氮(dan)(dan)鋼各(ge)元(yuan)素溶(rong)質分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)規律如圖2-100所示。固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組成(cheng)由單一鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ過渡到鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ共存時，各(ge)元(yuan)素分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)趨(qu)勢出現了明顯的(de)(de)(de)拐點，這主要是由于各(ge)元(yuan)在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8和奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)差異較大(da)。結合19Cr14Mn0.9N含(han)(han)氮(dan)(dan)鋼凝固(gu)時的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)順(shun)序(xu)可(ke)知(zhi)(zhi)，在(zai)(zai)凝固(gu)初期(qi)，固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)單一鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8,鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)δ中(zhong)各(ge)元(yuan)素溶(rong)質分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)分(fen)(fen)(fen)(fen)別為(wei)：kc(0.092)<kN(0.185)<Mn(0.796)<Mo(0.822)<kGr(0.901)<ksi(0.960).在(zai)(zai)凝固(gu)末期(qi)，固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)單一奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)各(ge)元(yuan)素溶(rong)質分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)分(fen)(fen)(fen)(fen)別為(wei)：kc(0.347)<kM.(0.634)<N(0.769)<kcr(0.839)<Mn(0.883)<ksi(1.048).由此可(ke)知(zhi)(zhi)，碳、氮(dan)(dan)、錳和硅在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)大(da)于鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8,因而(er)，在(zai)(zai)發生L+8→γ轉變(bian)時，鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8減少，奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ增(zeng)加(jia)，致(zhi)(zhi)使碳、氮(dan)(dan)、錳和硅的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)隨著液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)(fen)(fen)(fen)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)減小(xiao)逐漸(jian)增(zeng)大(da)。而(er)對(dui)于鉬和鉻，它們在(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)γ中(zhong)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)小(xiao)于鐵(tie)(tie)素體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)8,導(dao)致(zhi)(zhi)鉬和鉻的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)隨著液相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)(fen)(fen)(fen)數(shu)(shu)的(de)(de)(de)減小(xiao)而(er)逐漸(jian)減小(xiao)，如圖2-100所示。

  在(zai)(zai)10MPa 和100MPa下，各元素(su)(su)分(fen)配(pei)系(xi)數隨(sui)(sui)(sui)液相(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)數的(de)變(bian)化(hua)規律與0.1MPa的(de)相(xiang)(xiang)(xiang)同，如圖(tu)2-101所(suo)示(shi)。而(er)在(zai)(zai)1000MPa下，除(chu)凝固(gu)初期（液相(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)數十分(fen)接近于(yu)(yu)(yu)1時）固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)由單一鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8組(zu)成外，在(zai)(zai)后(hou)續(xu)凝固(gu)過(guo)程中(zhong)，由于(yu)(yu)(yu)發生了(le)共晶(jing)(jing)轉變(bian)L→y+8,固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8和奧(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)量均(jun)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)液相(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)數的(de)減(jian)小(xiao)而(er)增(zeng)大(da)，因(yin)(yin)而(er)各元素(su)(su)分(fen)配(pei)系(xi)數為平滑曲線，無(wu)明顯拐(guai)點出(chu)現，如圖(tu)2-101所(suo)示(shi)。此(ci)外，隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)壓力的(de)增(zeng)加(jia)，鉬(mu)和錳的(de)分(fen)配(pei)系(xi)數均(jun)減(jian)小(xiao)，且(qie)錳的(de)減(jian)小(xiao)幅度(du)大(da)于(yu)(yu)(yu)鉬(mu)，因(yin)(yin)而(er)壓力有利(li)于(yu)(yu)(yu)枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)間(jian)液相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鉬(mu)和錳的(de)富集(ji)，進而(er)加(jia)劇了(le)鉬(mu)和錳的(de)微觀偏析，如圖(tu)2-102所(suo)示(shi)。對(dui)于(yu)(yu)(yu)元素(su)(su)碳、氮(dan)和鉻，元素(su)(su)分(fen)配(pei)系(xi)數隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)壓增(zeng)加(jia)而(er)增(zeng)大(da)，且(qie)始終小(xiao)于(yu)(yu)(yu)1,因(yin)(yin)而(er)增(zeng)加(jia)壓力有助于(yu)(yu)(yu)緩解其(qi)在(zai)(zai)枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)間(jian)液相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)富集(ji)，從(cong)而(er)減(jian)輕(qing)碳、氮(dan)和鉻的(de)微觀偏析。對(dui)于(yu)(yu)(yu)硅(gui)元素(su)(su)，壓力一定時，凝固(gu)過(guo)程中(zhong)其(qi)分(fen)配(pei)系(xi)數從(cong)小(xiao)于(yu)(yu)(yu)1逐(zhu)步向大(da)于(yu)(yu)(yu)1過(guo)渡，使(shi)得枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)間(jian)液相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)硅(gui)的(de)濃度(du)呈現出(chu)先增(zeng)大(da)后(hou)減(jian)小(xiao)的(de)趨勢；而(er)當壓力增(zeng)加(jia)到1000MPa時，整個凝固(gu)過(guo)程中(zhong)硅(gui)的(de)分(fen)配(pei)系(xi)數始終大(da)于(yu)(yu)(yu)1,枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)間(jian)液相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)硅(gui)的(de)濃度(du)隨(sui)(sui)(sui)著(zhu)液相(xiang)(xiang)(xiang)質量分(fen)數的(de)減(jian)小(xiao)而(er)減(jian)小(xiao)，進而(er)導致枝(zhi)(zhi)晶(jing)(jing)界處貧硅(gui)，偏析加(jia)劇。

6. 元(yuan)素擴散系數

  擴(kuo)(kuo)散(san)(san)是指晶(jing)(jing)體(ti)中(zhong)原子（或離子）由熱運動(dong)產生的(de)遷移(yi)過程，合(he)金元素的(de)擴(kuo)(kuo)自始至終(zhong)貫穿金屬或者合(he)金發生相(xiang)變、組織轉(zhuan)變、結晶(jing)(jing)和(he)再結晶(jing)(jing)等(deng)過程。各(ge)元素的(de)擴(kuo)(kuo)散(san)(san)系數D是體(ti)系的(de)動(dong)態性質(zhi)之一(yi)，由菲克第一(yi)定(ding)律可知，擴(kuo)(kuo)散(san)(san)系數是元素在單(dan)位(wei)時間每單(dan)位(wei)濃度梯度的(de)條件下沿擴(kuo)(kuo)散(san)(san)方(fang)向垂直通過單(dan)位(wei)面積的(de)質(zhi)量(liang)或物質(zhi)的(de)量(liang)，可由阿倫尼烏(wu)斯方(fang)程進行描述，即

  式(shi)中(zhong)，kb為(wei)(wei)玻爾茲曼(man)常(chang)數(shu)(shu)；ΔGm為(wei)(wei)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)激活(huo)能(neng)(neng)；T為(wei)(wei)溫度；A為(wei)(wei)常(chang)數(shu)(shu)。式(shi)（2-178)適用于所有類型(xing)的(de)固態擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)過(guo)程，不同(tong)(tong)元(yuan)(yuan)素(su)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)區別僅僅在(zai)(zai)(zai)于A和(he)(he)(he)ΔGm的(de)不同(tong)(tong)。從式(shi)（2-178)可(ke)(ke)以看出，擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)隨(sui)著擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)激活(huo)能(neng)(neng)ΔGm的(de)增大(da)而減小；反之，激活(huo)能(neng)(neng)ΔGm越小，元(yuan)(yuan)素(su)的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)越大(da)，元(yuan)(yuan)素(su)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)越容易。19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼凝固過(guo)程中(zhong)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)8和(he)(he)(he)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)γ中(zhong)各元(yuan)(yuan)素(su)在(zai)(zai)(zai)不同(tong)(tong)壓(ya)力(li)下的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)如(ru)圖2-103所示。鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)元(yuan)(yuan)素(su)i(i=碳(tan)、氮、錳(meng)、鉬、鉻和(he)(he)(he)硅）的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)均(jun)(jun)比奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)大(da)1~2個數(shu)(shu)量級，這(zhe)主要(yao)是由于奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)晶胞（面心立方(fang)）的(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度為(wei)(wei)0.74,大(da)于鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)晶胞（體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)心立方(fang)）的(de)致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度（0.68),而致(zhi)(zhi)(zhi)密(mi)度大(da)的(de)晶體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)結構中(zhong)，原(yuan)(yuan)子擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)激活(huo)能(neng)(neng)較(jiao)高，擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)較(jiao)小。此外，間隙原(yuan)(yuan)子的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)激活(huo)能(neng)(neng)均(jun)(jun)比置換(huan)原(yuan)(yuan)子的(de)小［145],因(yin)此元(yuan)(yuan)素(su)碳(tan)和(he)(he)(he)氮無論在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)還是奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)均(jun)(jun)比元(yuan)(yuan)素(su)錳(meng)、鉬、鉻和(he)(he)(he)硅的(de)大(da)2~3個數(shu)(shu)量級，如(ru)圖2-103所示。同(tong)(tong)時隨(sui)著壓(ya)力(li)的(de)增加，碳(tan)和(he)(he)(he)氮擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)變化量均(jun)(jun)大(da)于錳(meng)、鉬、鉻和(he)(he)(he)硅；增加壓(ya)力(li)減小了(le)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)(he)(he)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)氮的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)，抑(yi)制了(le)氮的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)；增加壓(ya)力(li)減小了(le)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)碳(tan)的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)，但(dan)增大(da)了(le)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)中(zhong)碳(tan)的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)，加速了(le)其中(zhong)碳(tan)的(de)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)。因(yin)此，增加壓(ya)力(li)對不同(tong)(tong)元(yuan)(yuan)素(su)在(zai)(zai)(zai)不同(tong)(tong)相(xiang)中(zhong)擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)影響(xiang)不同(tong)(tong)，但(dan)總(zong)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)來講，壓(ya)力(li)對擴(kuo)散(san)(san)(san)(san)(san)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)的(de)影響(xiang)較(jiao)小，在(zai)(zai)(zai)100MPa以內可(ke)(ke)以忽略(lve)。

7. 晶粒(li)形核

 a. 臨界形核半徑

   根據經典(dian)形核(he)理論可知，均質(zhi)形核(he)過程中(zhong)臨形核(he)半徑r與相變驅動(dong)力(li)ΔGL→S,P之間的關系為

   在(zai)19Cr14Mn0.9N含(han)氮鋼凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)過程(cheng)(cheng)中，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)可(ke)由(you)Thermo-Calc 熱(re)力(li)(li)學軟件進(jin)(jin)行(xing)計算，結果如(ru)圖2-104所示。凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)過程(cheng)(cheng)中，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)化規律與鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)和(he)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)分(fen)(fen)數基本相(xiang)(xiang)(xiang)同。體(ti)(ti)(ti)系在(zai)0.1MPa、10MPa和(he)100MPa下凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)隨著(zhu)液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)分(fen)(fen)數的(de)(de)(de)減小(xiao)呈(cheng)現出(chu)先增大(da)(da)后減小(xiao)的(de)(de)(de)趨(qu)勢(shi)。凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)初(chu)期發生L→8轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ為(wei)生成相(xiang)(xiang)(xiang)，其相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動隨著(zhu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)行(xing)而(er)不斷(duan)增大(da)(da)，直至(zhi)(zhi)發生L+8→γ轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)。此時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)達到(dao)峰值(zhi)，且壓(ya)力(li)(li)越(yue)大(da)(da)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)的(de)(de)(de)峰值(zhi)越(yue)小(xiao)，而(er)達到(dao)峰值(zhi)時(shi)的(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)質量(liang)分(fen)(fen)數越(yue)大(da)(da)，因此加壓(ya)有助于鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)提前達到(dao)峰值(zhi)；隨著(zhu)凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)繼續(xu)進(jin)(jin)行(xing)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ逐步向(xiang)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)γ轉(zhuan)變(bian)(bian)(bian)(bian)，其相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)不斷(duan)減小(xiao)，直至(zhi)(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)8消失(shi)。而(er)凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)壓(ya)力(li)(li)為(wei)1000MPa時(shi)，鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)δ的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)(bian)驅(qu)動力(li)(li)在(zai)整個凝(ning)(ning)(ning)(ning)固(gu)過程(cheng)(cheng)中呈(cheng)持續(xu)增大(da)(da)的(de)(de)(de)趨(qu)勢(shi)。

   相(xiang)(xiang)比之下(xia)，在0.1MPa、10MPa、100MPa和(he)1000MPa的(de)凝(ning)固過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)，無(wu)論L→Y、L+8→y,還(huan)是(shi)L→8+y轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)，奧氏(shi)體相(xiang)(xiang)γ作(zuo)為生(sheng)成相(xiang)(xiang)，其相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)驅動力變(bian)(bian)(bian)化呈單(dan)調性，均隨著壓力的(de)增加(jia)而增大(da)(da)。因此，增加(jia)壓力有助(zhu)于(yu)提(ti)升凝(ning)固過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)相(xiang)(xiang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)趨勢，即(ji)均增大(da)(da)了L→8、L→γ以及L+8→y相(xiang)(xiang)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)(bian)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)生(sheng)成相(xiang)(xiang)的(de)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)驅動力，有利于(yu)促進19Cr14Mn0.9N含氮鋼凝(ning)固過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)進行，這主要是(shi)因為鐵素體相(xiang)(xiang)δ和(he)奧氏(shi)體相(xiang)(xiang)γ的(de)比體積(ji)均小于(yu)液(ye)相(xiang)(xiang)。

   根據式（2-179),不同壓(ya)力(li)(li)下晶粒(li)的臨界形(xing)核半(ban)徑與相變驅動力(li)(li)的關系為

 b. 形核(he)率

   單(dan)(dan)位(wei)體積液(ye)相在單(dan)(dan)位(wei)時間內(nei)所形(xing)成的晶(jing)核數(shu)目稱(cheng)為形(xing)核率，經(jing)典形(xing)核理論給出了形(xing)核率N與擴(kuo)散激活能ΔGm和形(xing)核功(gong)ΔG*之間的關系，即

   從(cong)(cong)式（2-185)中可以看出，形核功(gong)ΔG隨著相變驅動力(li)ΔGL→s,P的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)而減小，因此增(zeng)(zeng)加(jia)凝固(gu)壓力(li)有利于形核功(gong)ΔG的(de)(de)(de)降低(di)（ΔG+ΔP<ΔG),進而增(zeng)(zeng)大(da)形核率N.此外，從(cong)(cong)壓力(li)對擴(kuo)(kuo)(kuo)散系數的(de)(de)(de)影響可以得出，隨著壓力(li)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，擴(kuo)(kuo)(kuo)散激活能ΔGm的(de)(de)(de)變化較小，在較低(di)壓力(li)下，擴(kuo)(kuo)(kuo)散激活能ΔG的(de)(de)(de)變化可以忽略。結合式（2-183)可知，加(jia)壓通(tong)過(guo)減小形核功(gong)ΔG,使得形核率N呈(cheng)指(zhi)數增(zeng)(zeng)長，達到細化晶粒的(de)(de)(de)效果。

8. 密(mi)度和熱膨脹系(xi)數

  密(mi)度(du)(du)(du)表(biao)(biao)示(shi)(shi)物質疏密(mi)程度(du)(du)(du)，H13密(mi)度(du)(du)(du)隨(sui)壓(ya)力(li)和(he)(he)溫(wen)度(du)(du)(du)的變(bian)(bian)化曲線如圖2-105所示(shi)(shi)。其中(zhong)，點(dian)S1、E1、B1、L1、S2、E2、B2和(he)(he)L2分(fen)(fen)(fen)別(bie)對(dui)應H13凝固(gu)過程中(zhong)的相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)開(kai)始(shi)(shi)和(he)(he)結束點(dian)；S1和(he)(he)S2分(fen)(fen)(fen)別(bie)代表(biao)(biao)不同壓(ya)力(li)下(xia)H13的固(gu)相(xiang)(xiang)點(dian)；E1和(he)(he)E2分(fen)(fen)(fen)別(bie)代表(biao)(biao)不同壓(ya)力(li)下(xia)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)L→γ開(kai)始(shi)(shi)點(dian)；B1和(he)(he)B2分(fen)(fen)(fen)別(bie)代表(biao)(biao)不同壓(ya)力(li)下(xia)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)L+8→y開(kai)始(shi)(shi)點(dian)；L1和(he)(he)L2分(fen)(fen)(fen)別(bie)代表(biao)(biao)不同壓(ya)力(li)下(xia)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)L→8開(kai)始(shi)(shi)點(dian)，即H13的凝固(gu)開(kai)始(shi)(shi)點(dian)；L1Lo(0.1MPa、1MPa和(he)(he)2MPa)和(he)(he)L2Lo(1000MPa)表(biao)(biao)示(shi)(shi)液相(xiang)(xiang)密(mi)度(du)(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)(du)的變(bian)(bian)化曲線，相(xiang)(xiang)應固(gu)相(xiang)(xiang)密(mi)度(du)(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)(du)的變(bian)(bian)化曲線分(fen)(fen)(fen)別(bie)如線S1So和(he)(he)S2So所示(shi)(shi)。線L2Lo和(he)(he)L1Lo、S2So和(he)(he)S1So相(xiang)(xiang)互重合，表(biao)(biao)明(ming)壓(ya)力(li)從(cong)0.1MPa增加至1000MPa時，壓(ya)力(li)對(dui)固(gu)相(xiang)(xiang)液相(xiang)(xiang)密(mi)度(du)(du)(du)以及(ji)熱膨脹系數的影響幾乎可以忽略不計，熱膨脹系數約為2x10-4。

  S1L1(0.1Mpa、1MPa和2MPa)和S2L2(1000MPa)分別代(dai)表不同壓力下液、δ和γ混合相(xiang)密(mi)度隨溫度的(de)變化規律。當溫度一定時，壓力從0.1MPa 增加(jia)至1000MPa,混合相(xiang)密(mi)度變化幅度較(jiao)大，其主要原因如下：

   a. 加壓(ya)提高了固（S1→S2)、液相溫(wen)(wen)度（L→L2),使(shi)得凝固區間向高溫(wen)(wen)區移(yi)動（S,L1S2L2),進而導致在(zai)溫(wen)(wen)度一(yi)定時，混合相中固相的體積分(fen)數(shu)(shu)增大，液相體積分(fen)數(shu)(shu)相應減(jian)小。

   b. 混(hun)合相中(zhong)，固相密度(du)（8和(he)γ)大于液相密度(du)，且隨壓力的(de)變化幅度(du)較小(xiao)。

  此外，凝固過(guo)程中（S1L1和S2L2),密度的波動主(zhu)要由相變（L→y;L+δ→Y和L→8)導致各相體(ti)積分數變化所導致。

9. 焓、凝(ning)固(gu)潛熱(re)以及比熱(re)

  焓為(wei)熱力(li)學(xue)中表示物(wu)質(zhi)系統(tong)能量狀(zhuang)態的一個狀(zhuang)態參數，每千克(ke)物(wu)質(zhi)的焓為(wei)比焓，即

  式中，h為(wei)比(bi)(bi)焓(han)；m為(wei)質(zhi)量；U為(wei)內(nei)能(neng)；P為(wei)壓(ya)力(li)(li)；V為(wei)體積。由式（2-186)可知(zhi)，當(dang)內(nei)能(neng)和(he)質(zhi)量一定(ding)時，比(bi)(bi)焓(han)h與(yu)PV成正比(bi)(bi)。當(dang)壓(ya)力(li)(li)小于1000MPa時，加壓(ya)對(dui)液(ye)相(xiang)和(he)固(gu)(gu)相(xiang)密(mi)度的影響幾乎(hu)可以忽(hu)略(lve)不計(ji)，因(yin)而對(dui)體積的影響微乎(hu)其(qi)微。那么，比(bi)(bi)焓(han)主(zhu)要受壓(ya)力(li)(li)的影響，當(dang)壓(ya)力(li)(li)從0.1MPa增加至(zhi)1000MPa時，比(bi)(bi)焓(han)明顯增大，但當(dang)壓(ya)力(li)(li)低于2MPa時，比(bi)(bi)焓(han)幾乎(hu)保(bao)持不變，如圖2-106所(suo)示(shi)。在(zai)凝固(gu)(gu)過程中（L1S1和(he)L2S2),當(dang)溫度一定(ding)時，H13整個熱(re)力(li)(li)學體系(xi)的比(bi)(bi)焓(han)隨壓(ya)力(li)(li)的變化趨(qu)勢(shi)非常復雜，主(zhu)要原因(yin)如下：

   a. 凝(ning)(ning)固(gu)過程(cheng)中存在凝(ning)(ning)固(gu)潛熱(re)的釋放(fang)，且(qie)潛熱(re)釋放(fang)與固(gu)相體積分(fen)數直接相關。

   b. 當溫度一定時(shi)，固相體積分數隨不同(tong)壓力的變化而變化。

  根據比焓隨溫(wen)度的(de)變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)，可得H13的(de)凝固潛熱為221.3kJ/kgl1511;由比焓溫(wen)度變(bian)化(hua)曲(qu)線(xian)的(de)斜(xie)率(lv)可得，液、固相比熱分比為822.8J/(kg·K)和679.5J/(kg·K).當(dang)壓力低于1000MPa時，凝固潛熱，液、固相比熱隨壓力的(de)變(bian)化(hua)均(jun)可忽略不計，如(ru)圖2-106所示。