什么是快速凝固？请说明实现快速凝固的基本条件、满足快速凝固条件的途径以及快速凝固的特点。
答：快速凝固，是指在比常规工艺过程快得多的冷却速率下，合金以极快的速率从液态转变为固态的过程。
快速凝固的实质是使受冷合金在一个方向上传热迅速，因而用这些方法做出的材料，均是薄片或细粉。
金属材料快速凝固技术主要包括用于试验研究的液态金属快速冷淬技术和连续生产用的工业快速凝固技术。
实现快速凝固的两个基本条件是：
（1）金属熔液必须被分散成液流或液滴，而且至少在一个方向上的尺寸极小，以便散热；
（2）必须有能带走热量的冷却介质。
满足上述条件的途径各有三条：熔液可分散成细小液滴、接近圆形断面的细流或极薄的矩形断面液流；散热冷却可借助于气体、液体或固体表面。
几乎所有实际的快速凝固工艺都遵循这些途径。
图2给出了它们之间的组合，以构成快速凝固生产工艺。
其中七种组合是切实可行的工艺。
只有薄带状液流与液体和气体冷却介质的组合没有成功，因为在快速流动的流体中要使液流保持矩形断面是极其困难的。
图2快速凝固基本工艺中金属液流和冷却介质间的组合
快速凝固工艺：1.雾化快凝固速度法（RSR）；旋转电极法（REP）。
2.水雾化快速旋转杯法（RSC）。
3.杜瓦兹枪、柱塞/铁砧、鼓喷溅、
电子束喷溅淬冷、控制喷雾沉积（CSD）、喷雾沉积、奥斯普雷（Osprey）。
4.泰勒丝、自由飞行熔液自旋（FFMS）。
5.FFMS、旋转水纺丝。
6.熔液提取、
垂直滴落熔液提取。
7.熔液自旋、平面流铸、熔液拖拽、熔液溢流从快速凝固的原理来讲，实现快速凝固的大致有三种基本途径。
1、凝固前施以深度过冷
这种途径是在液态金属凝固以前，温度就下降到低于固相线较多的水平，然后才发生金属的凝固过程。
在金属凝固的过程中，要放出潜热，该潜热又要加热凝固中的金属，凝固中金属的温度上升，但不会超过固相线的水平。
也可以这么说，凝固潜热完全为凝固中的金属所吸收，不向外界传播，而凝固也快速完成。
为达到这种途径快速凝固的目的，开始必须把金属过冷到足够的程度，以致使凝固放热能得到抵消。
原则上过冷和凝固金属的体积并没有多大关系，然而实际上，体积大了，冷却工艺进行得就较慢。
实践中最大的限制问题是很难做到大型凝固件中没有杂质存在。
杂质能起到晶核的作用，从而使过冷的程度受到限制。
2、高拉速连续凝固
在连续凝固过程中，若凝固件截面足够小，则可对其施以高拉速。
在这种情况下，凝固件内的凝固前沿不能以平面形状出现，而是形成一个坑状凝固面（如图1）。
在拉速为v1时，凝固过程的冷却主要是通过径向散热，而在拉速为v3的情况下，则还会有纵向传热的过程发生。
凝固速度由传热过程所控制，而不是由拉速所控制。
对于一个几毫米的截面，为达到传热控制的工作制度，最高拉速也就是每秒几毫米，大概这也就是此途径效率的上限了。
图1拉速对凝固前沿形状和速度R的影响
（v1<v2<v3，S-固态，L-液态）
3、快速冷却凝固
快速冷却凝固的原理是快速将热量从液相传向环境，使凝固前沿的速度R 达到很高的值。
采用间接过冷的办法也可得到相同的效果，即在先有过冷的情况下，在凝固物体回温过程的同时，快速冷却促进凝固过程迅速进展。
这一原理与以上两点有区别，它的特点是在凝固前，凝固过程中和凝固以后，冷却速度均很快。
因此快速凝固所形成的显微组织和组成特征就能得以保持，也就是说，这一办法能充分发挥快速凝固的效果。
事实上这一途径综合了快速凝固和快速冷淬两者的特点，可以对众多的合金进行处理。
因而得到了广泛的应用。
比起一般凝固过程，快速凝固技术在工艺和材料两个方面都具有很大的吸引力，主要表现在以下三个方面。
（1）扩展合金中溶质的溶解度，引起能分别形成过饱和固溶体、非平衡晶体及非晶体等结果。
（2）均匀和细化合金微观组织，在很大程度上消除金属制品，特别是大断面制品中的偏析现象，使之更易于热处理和加工，使用寿命相应延长，甚至使原来只能用于铸态而不能加工的金属制品变成可锻或超塑性的。
（3）使金属制品更加接近最终形状或直接成型。
这样就可节省大量的成型工序的花费，如减少压力加工量、金属切削量，减少返回金属量等。
可降低生产成品。
