柱狀晶等等ppt課件(更新版)

　　

【正文】 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 31 孕育劑作用機理的兩類觀點 ? 孕育主要起非自發形核作用 ?通過在生長界面前沿的成分富集而使晶粒根部和樹枝晶分枝根部產生縮頸，促進枝晶熔斷和游離而細化晶粒。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 27 懸浮澆注法是在澆注過程中 將一定量的固態金屬顆粒加入到金屬液中 ，從而改變金屬液凝固過程，達到細化組織、減小偏析、減小鑄造應力的目的的一種工藝方法。 通過改變澆注方式強化對流對型壁激冷晶的沖刷作用，能有效地促進細等軸晶的形成。 圖 56 晶體與型壁交會處產生“脖頸”促使晶體發生脫落而游離 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 16 圖 57 游離晶體的生長、局部熔化與增殖 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 17 三、 枝晶熔斷及結晶雨理論 ?生長著的 柱狀枝晶 在凝固界面前方的 熔斷 、 游離 和增殖 導致了 內部等軸晶 晶核的形成，稱為 “枝晶熔斷” 理論。 柱狀晶區開始于穩定凝固殼層的產生，而結束于內部等軸晶區的形成。 ?如何在技術上有效地控制鑄件的宏觀組織十分重要。 表層急冷晶區 中間柱狀晶區 內部等軸晶區 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 4 圖 52 幾種不同類型的鑄件宏觀組織示意圖 （ a）只有柱狀晶 。（ d）只有等軸晶 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 5 ?大多數工業應用情況下，希望鑄件宏觀組織獲得各向同性的等軸細晶粒組織。這些晶核在過冷熔體中采取枝晶方式生長，由于其結晶潛熱既可從型壁導出，也可向過冷熔體中散失，從而形成了 無方向性 的表面細等軸晶組織。 柱狀晶生長過程的動態演示 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 9 柱狀晶生長過程的動態演示 鑄 型 液態金屬 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 10 第三節 內部等軸晶的形成機理 一、 “ 成分過冷 ” 理論 二、激冷等軸晶型壁脫落與游離理論 三、 枝晶熔斷及結晶雨理論 四、單個等軸晶形成過程的動態演示 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 11 一、“成分過冷”理論 ? 該理論認為，隨著凝固層向內推移，固相散熱能力逐漸削弱，內部溫度梯度趨于平緩，且液相中的溶質原子越來越富集，從而使界面前方成分過冷逐漸增大。在一種情況下，可能是這種機理起主導作用，在另一種情況下，可能是另一種機理在起作用，或者是幾種機理的綜合作用，而各自作用的大小當由具體的凝固條件所決定。 小的溫度梯度 GL和 高的冷卻速度 R可以滿足以上要求。 適用范圍 ： 各種鑄鋼件、鑄鐵件、及有色合金件。 AlTi, AlZr,AlTiB, AlTiC中間合金 過共晶 AlSi合金 P ≥ AlP， CuP， FeP 中間合金 銅合金 Zr, Zr+B, Zr+Mg, Zr+Mg+Fe+P ~ 純金屬或中間合金 鎳基高溫合金 WC, NbC 碳化物粉末 表 51 合金常用孕育劑的主要元素情況 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 33 孕育衰退 （孕育效果逐漸減弱） ?孕育劑加入合金液后要經歷一個孕育期和衰退期。 ? 振動還可引起 局部的溫度起伏 ，有利于枝晶熔斷 。其固態晶體隨攪拌轉速的增加趨于細小而圓整，機械性能顯著提高。 100℃ 。熔池的形狀和大小，受母材的熱物理性質、尺寸和焊接方法以及工藝參數等因素的影響。 焊接速度快 焊接速度慢 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 51 3. 熔池凝固組織形態的多樣性 ? 在熔池兩側翼邊界，由于結晶速度 R非常小，溫度梯度 G較大，G/R 則很大，成分過冷接近于零，滿足平面晶生長的