1-5.什么是铸件的一次结晶？为什么说一次结晶对铸件的性能有很大的影响？钢和铸铁的结晶有什么不同？

铸件的晶体组织主要是在凝固过程中形成的，称为一次结晶。一次结晶主要是从物理化学观点出发，研究液态金属的生核、长大、结晶组织的形成规律。

一次结晶对铸件的性能有很大的影响。一次结晶时，液态金属的补缩和裂纹的产生与晶体的长大方式有关。根据结晶条件不同，铸件可能是柱状晶组织、粒状晶（等轴晶）组织或两种晶体不同组合的组织。

（1）柱状晶。就其形成条件而言，柱状晶有利于液体的补缩，减少微观缩松，但晶界上富集杂质和缺陷，故横向性能差。但是，如减少金属中有害杂质，改善晶间联系，则柱状晶在纵向或横向性能上均可超过粒状晶；又如，使柱状晶平行于铸件的拉应力方向，可使高温持续时间大幅度增加，并提高耐热疲劳性能；对于磁性钢，如使柱状晶方向与磁场方向重合，则可显著提高其电磁性能。

（2）粒状晶（等轴晶）。粒状晶的晶界长，杂质和缺陷较分散，各项性能差异小，并且细粒状晶的抗疲劳性能较好，故一般希望铸件为细粒状晶组织。

钢和铸铁的结晶是不同的，其区别在于：钢属于固溶体型合金，在结晶过程中，只形成一个或主要形成一个固溶体相。铸铁属于共晶型合金，结晶时都经过一个共晶转变阶段，转变产物或同为固溶体，或另一相为非金属相——石墨、碳化物。共晶转变时，总在固-液相界面析出“领先相”，构成共晶团的骨架，决定共晶团的形状和大小。领先相则充填于骨架之间，构成共晶团的基体。领先相往往是高熔点相，共晶点都偏向低熔点组元一边。当高熔点相析出受阻时，另一相也可能领先析出。非金属相（常称第二相）脆（渗碳体）、弱（石墨），其形状、分布和大小对这些合金的性能起着决定性的作用。