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只依靠液態不銹鋼本身在一定過冷度條件下形成晶核叫做自發成核．雖然在實際生產中，液體不銹鋼結晶時，晶核主要是依附在經常存在于液體不銹鋼中的一些固態雜質上而生成的，也就是所謂非自發成核是主要的．但是，我們仍需要通過討論自發成核來闡明形成晶核的一般原理．它對于非自發成核也是同樣適用的，晶核的形成過程也就是在一個微小的體積中原予由不規則排列轉變為規則排列并且穩定下來的過程，前面已經討論過，在液態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則的，只不過在不銹鋼厚壁管熔點溫度以上，這種規則排列的擴大將使自由能增加，因而它是不穩定的，只能在一瞬間存在．當溫度降低到熔點溫度以下，固相的自由能低予液相，這時，不銹鋼液體中的某些原子規則排列的小體積就有可能穩定下來，成為晶核．下面就討論在過冷的不銹鋼液體中這種叫做近程有序的規則排列的原子集團在什么條件下可以成為晶核．

如果液態不銹鋼中的某些原子有規則排列的微小體積（近程有序）擴大其范圍時能夠使自由能減少，則這個規則排列的體積將自發地擴大其范圍，也就是說，它已成為一個晶核，能夠長大成為一個晶粒。液相中原子規則排列的微小體積（印晶體微粒）形成時。式中右半部的第一項是體積礦的液態不銹鋼厚壁管轉變為固態時自由能的變化，在過冷的條件下，它應具有負值．第二項是形成固相一液相界面時新增加的表面能（表面能也屬于自由能的范圍），式中具有負值的第一項與成比例而具有正值的第二項與r2成比例，在r數值較小時，后一項占優勢，而當r數值逐漸增大時前一項的絕對值增長較快。這也就是說，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大而歸于消失，即不能形成晶核，因為這種固相微粒長大時將使自由能增加，液相中的固相微粒長大時自由能的變化半徑大于的近程有序原子集團可以成為晶核，Tk稱為臨界晶核尺寸．http://www.fjsgd.com/