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《柱狀晶等等》ppt課件(文件)

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【正文】 ? 控制冷卻條件的目的是形成寬的凝固區(qū)域和獲得大的過(guò)冷，從而促進(jìn)熔體生核和晶粒游離。對(duì)厚壁鑄件，一般采用冷卻能力小的鑄型以確保等軸晶的形成，再輔以其他晶粒細(xì)化措施以得到滿意的效果。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 29 技術(shù)原理：通過(guò)加入金屬顆粒與金屬液的物理化學(xué)、晶體學(xué)和熱作用，強(qiáng)制金屬液生核，并改變鑄型中金屬液的溫度分布，從而改變金屬凝固方式。 ? 孕育 ( Inoculation)主要是影響生核過(guò)程和促進(jìn)晶粒游離以細(xì)化晶粒；而變質(zhì)（ Modification）則是改變晶體的生長(zhǎng)機(jī)理，從而影響晶體形貌。 Zr:；復(fù)合 : B或。幾乎所有的孕育劑都有在孕育處理后一段時(shí)間出現(xiàn)孕育衰退現(xiàn)象，因此孕育效果不僅取決于孕育劑的本身，而且也與孕育處理工藝密切相關(guān)。離心鑄造時(shí)若周期改變旋轉(zhuǎn)方向可獲得細(xì)小等軸晶，說(shuō)明液相和固相發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)所起的細(xì)化晶粒作用。當(dāng)壓力增加時(shí)凝固的合金熔點(diǎn)溫度也要增加，從而提高了凝固過(guò)冷度，造成形核率的提高，使晶粒細(xì)化。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 38 4．流變鑄造 ? 流變鑄造又稱半固態(tài)鑄造，這種方法是當(dāng)液體金屬凝固達(dá) 50～ 60％時(shí)，在氬氣保護(hù)下進(jìn)行高速攪拌，使金屬成為半固態(tài)漿液，將半固態(tài)漿液凝固成坯料或擠壓至鑄型凝固成形。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 39 傳統(tǒng)鑄造 a）和流變鑄造 b）所獲得的顯微組織第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 40 第五節(jié) 焊接熔池凝固及控制一、熔池凝固條件二、熔池結(jié)晶特征三、熔池結(jié)晶組織的細(xì)化第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 41 一、熔池凝固條件 ?體積小、冷速快 ?溫差大、過(guò)熱度高 ?動(dòng)態(tài)凝固過(guò)程 ?液態(tài)金屬對(duì)流激烈第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 42 1. 熔池金屬的體積小，冷卻速度快 ? 在一般電弧焊條件下，熔池的體積最大也只有30cm3 ，重量不超過(guò) 100g。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 43 2. 溫差大、過(guò)熱溫度高 ? 熔池金屬中不同區(qū)域因加熱與冷卻速度很快，熔池中心和邊緣存在較大的溫度梯度，例如，對(duì)于電弧焊接低碳鋼或低合金鋼，熔池中心溫度高達(dá) 2100～ 2300℃ ，而熔池后部表面溫度只有1600℃ 左右，熔池平均溫度為 1700177。隨著熱源的離去，熔池后部的液態(tài)金屬立即開(kāi)始凝固。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 48 2. 柱狀晶生長(zhǎng)方向與速度的變化 ? 典型的焊接熔池形狀像不標(biāo)準(zhǔn)的半橢球。而在熱源移動(dòng)后面的焊縫中心（ D點(diǎn)），晶粒生長(zhǎng)速度 R與焊接速度 υ相等，生長(zhǎng)最快。最后結(jié)晶的低熔點(diǎn)夾雜物易被推移到焊縫中心區(qū)域，形成脆弱的結(jié)合面，因此垂直于焊縫中心線的柱狀晶，易導(dǎo)致縱向熱裂紋的產(chǎn)生。 2．振動(dòng)結(jié)晶采用振動(dòng)的方法來(lái)打斷正在成長(zhǎng)的柱狀晶，增大晶粒游離傾向，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 53 。 3．焊接工藝采用恰當(dāng)?shù)暮附庸に嚧胧部筛纳迫鄢啬探Y(jié)晶。隨著凝固界面遠(yuǎn)離熔合區(qū)邊界向焊縫中心推進(jìn)時(shí) , 結(jié)晶速度 R逐漸增大，而溫度梯度 G減小 , G/R 逐步減小，成分過(guò)冷逐漸增大，平面生長(zhǎng)將轉(zhuǎn)為胞狀生長(zhǎng)；隨著成分過(guò)冷的進(jìn)一步加大，樹(shù)枝晶生長(zhǎng)的方式逐漸占主導(dǎo)地位，在到達(dá)熔池尾端結(jié)束凝固時(shí)，成分過(guò)冷度最大，有可能形成等軸樹(shù)枝晶區(qū)。第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 50 ? 焊接速度大時(shí)，焊接熔池長(zhǎng)度增加 , 柱狀晶趨向垂直于焊縫中心線生長(zhǎng) 。焊接速度增大 , L增加 , Bmax減小 . 第五章鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 49 ?熔池的最大散熱方向是液相等溫線的法線方向 ,晶體生長(zhǎng)方向與最大散熱方向正好相反 , 因此在生長(zhǎng)過(guò)程中不斷改變方向 ,形成彎曲狀柱狀晶。

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