9铸件的宏观组织解读.ppt

第一节 铸件的宏观组织 第二节 表面激冷区及柱状晶区的形成 第三节 内部等轴晶的形成机理 第四节 铸件宏观结晶组织的控制 第一节 铸件的宏观组织 第二节 表面激冷区及柱状晶区的形成 一、 表面激冷区的形成 二、 柱状晶区的形成 一、表面激冷区的形成 早期的理论 型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用，产生很大的过冷度而大量非均质生核。这些晶核在过冷熔体中采取枝晶方式生长，由于其结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失，从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。 大野笃美：除了非均质形核，各种形式的晶粒游离也是形成表面细等轴晶的“晶核”来源。溶质再分配产生“缩颈”，枝晶熔断脱落。因此，偏析和流动有利于表面细晶区形成。 二、柱状晶区的形成 稳定的凝固壳层一旦形成，柱状晶就直接由表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底向内生长，发展成由外向内生长的柱状晶区。枝晶主干取向与热流方向平行的枝晶生长迅速 。 第三节 内部等轴晶的形成机理 一、“成分过冷”理论 二、激冷等轴晶型壁脱落与游离理论 三、枝晶熔断及结晶雨理论 对三个区的控制 思路: 晶区的形成和转变乃是过冷熔体独立生核的能力和各种形式晶粒游离、增殖或重熔的程度这两个基本条件综合作用的结果，铸件中各晶区的相对大小和晶粒的粗细就是由这个结果所决定的。凡能强化熔体独立生核，促进晶粒游离，以及有助于游离晶的残存与增殖的各种因素都将抑制柱状晶区的形成和发展，从而扩大等轴晶区的范围，并细化等轴晶组织。 一、孕育处理2生核4、涂覆铸型3、变质处理 二、动态下的结晶 三、电场作用下结晶 四、铸造条件对凝固组织的影响2 浇注温度、铸型性质 五、快速凝固2大过冷、急冷 六、定向凝固 第9章 铸件凝固组织的形成及控制 第五章 铸件及焊缝宏观组织及其控制 合金成分 铸造条件 凝固组织 各项性能 宏观：晶粒形状、尺寸、取向、分布 微观：晶粒内部形态，树枝晶、胞状晶，共晶团两相结构形态、数量、分布 激冷晶区的晶粒细小; 柱状晶区的晶粒垂直于型壁排列，且平行于热流方向. 内部等轴晶区的晶粒较为粗大; 表层急冷晶区 中间柱状晶区 内部等轴晶区 图9-1 几种不同类型的铸件宏观组织示意图 （a）只有柱状晶;（b）表面细等轴晶加柱状晶;（c）三个晶区都有;（d）只有等轴晶 获得表面细晶区的条件：抑制凝固壳层的形成。 一旦型壁附近的晶粒互相连结而构成稳定的凝固壳层，凝固将转为柱状晶区由外向内的生长，表面激冷细晶粒区将不再发展。因此稳定的凝固壳层形成得越早，表面细晶粒区向柱状晶区转变得也就越快，表面激冷区也就越窄。 铸型激冷能力的双重性 柱状晶区是表面细晶区晶体向内单向延伸生长的结果。 根据热流方向择优生长。 柱状晶区开始于稳定凝固壳层的产生，而结束于内部等轴晶区的形成。因此柱状晶区的存在与否及宽窄程度取决于上述两个因素综合作用的结果。如果在凝固初期就使得内部产生等轴晶的晶核，将会有效地抑制柱状晶的形成。 择优生长、内生生长，外生生长、共生生长、搭桥生长 第四节 铸件宏观结晶组织的控制 宏观凝固组织对铸件性能的影响 三个区的影响 表面细晶：区域较薄，影响小 柱状晶： 择优生长晶体，细长，粗大，排列位向一致，力学方向性明显，由于溶质再分配，在柱状晶与等轴晶间可能存在“弱面”，易于形成热裂纹 内部等轴晶：各向同性，偏析元素、非金属夹杂、气体分布分散，彼此嵌合，无“弱面”，但粗大时易于产生缩松。