柱狀晶等等ppt課件(留存版)

　　

【正文】 13 二、激冷等軸晶型壁脫落與游離理論 ? 在澆注的過程中及凝固的初期激冷 ,等軸晶自型壁脫落與游離促使等軸晶形成 , 澆注溫度低可以使柱狀晶區變窄而擴大等軸晶區 。 對薄壁鑄件，可采用高蓄熱、快熱傳導能力的鑄型。 ?當細化效果達到最佳值時澆注是最理想的，隨合金熔化溫度和孕育劑種類的不同，達到最佳細化效果所需要的時間也不同。因為它的溫度遠低于液相線溫度，所以對于黑色金屬的壓鑄件來說，能大大減輕金屬對模具的熱沖擊，提高壓鑄模具的壽命，擴大黑色金屬壓鑄的應用范圍。生長速度 R與焊接速度 υ滿足關系式 : ?c o sυ?R在熔合區上晶粒開始成長的瞬時（圖中 H 和 F點） , 晶粒生長線速度 R為零，即焊縫邊緣的生長速度最慢。主要方法是 小線能量 、 多層焊 和 錘擊焊道表面 等。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 46 二、熔池結晶特征 ? 聯生結晶 ? 柱狀晶生長方向與速度的變化 ? 熔池凝固組織形態的多樣性 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 47 1. 聯生結晶 ? 在熔池中存在兩種現成固相表面：一種是合金元素或雜質的懸浮質點（在正常情況下所起作用不大）；另一種就是熔池邊界未熔母材晶粒表面，非自發形核就依附在這個表面，在較小的過冷度下以柱狀晶的形態向焊縫中心生長，稱為聯生結晶 (也稱外延生長 )。在澆鑄斷面較大的鑄坯以及澆鑄質量要求較高時，電磁攪拌技術便成為首選。 孕育劑含有直接作為非自發生核的物質 孕育劑能與液相中某些元素 反應 生成較穩定的 化合物 而產生非自發生核 在液相中造成很大的 微區富集 而迫使結晶相提前彌散析出而生核 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 32 合金種類 孕育劑主要組元 加入量 wt% 加入方法 碳鋼及合金鋼 Ti ~ 鐵合金 V ~ B ~ 鑄鐵 SiFe， Ca, Ba, Sr ~， 與 SiFe復合 鐵合金 鋁合金 Ti, Zr , Ti+B, Ti+C Ti:。但必須注意不要因此而引起大量氣體和夾雜的卷入而導致鑄件產生相應的缺陷。因此柱狀晶區的存在與否及寬窄程度取決于上述兩個因素綜合作用的結果。（ b）表面細等軸晶加柱狀晶 。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 6 第二節 表面激冷區及柱狀晶區的形成 一、 表面激冷區的形成 二、 柱狀晶區的形成 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 7 一、表面激冷區的形成 ? 型壁附近熔體由于受到強烈的激冷 作用，產生很大的過冷度而大量非均質生核 ,各種形式的 晶粒游離 也是形成表面細等軸晶的“晶核”來源。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 18 ?目前比較統一的看法是內部等軸晶區的形成很可能是 多種途徑起作用 。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 29 技術原理 ： 通過加入金屬顆粒與金屬液的物理化學、晶體學和熱作用，強制金屬液生核，并改變鑄型中金屬液的溫度分布，從而改變金屬凝固方式。 離心鑄造 時若周期改變旋轉方向可獲得細小等軸晶，說明液相和固相發生相對運動所起的細化晶粒作用。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 43 2. 溫差大、過熱溫度高 ? 熔池金屬中不同區域 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，對于電弧焊接低碳鋼或低合金鋼，熔池中心溫度高達 2100～ 2300℃ ，而熔池后部表面溫度只有1600℃ 左右，熔池平均溫度為 1700177。 最后結晶的低熔點夾雜物易被推移到焊縫中心區域，形成脆弱的結合面，因此垂直于焊縫中心線的柱狀晶，易導致縱向熱裂紋的產生。 隨著凝固界面遠離熔合區邊界向焊縫中心推進時 , 結晶速度 R逐漸增大，而溫度梯度 G減小 , G/R 逐步減小，成分過冷逐漸增大，平面生長將轉為胞狀