第一章快速凝固技术.ppt

快速凝固铜合金 应 用 快速凝固铜合金代替常规铜合金制作耐磨电接触开关、冷凝管、舰艇中的管道和减弱机器噪声的声阻元件、轴承、螺栓、螺旋桨叶片、齿轮等构件时，能够有效地提高它们的综合性能。快速凝固Cu-Cr-Zr合金可以用来制作同时要求具有较高导电、导热性能和疲劳抗力的部件。 快速凝固Cu-Pb合金由于性能好、成本低，也可以代替价格较贵的常规青铜合金（含铜量大于80％）制作轴承。 作业题 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。 本 章 节 完 谢谢! Thanks for your present and your advices! The end! 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 在常规铸造工艺中铸锭尺寸很大，容纳的合金熔体可重达几吨甚至几百吨，而金属或砂质模型导热性能较差，熔体凝固时释放的大量熔化潜热难以很快传出，决定了铸件的凝固时间一般很长，凝固过冷度很小。 * （1）缩孔的形成 缩孔容积较大，多集中在铸件上部和最后凝固部位。兹以圆柱形铸件为例分析缩孔的形成过程。假定所浇注的铸件由表及里以逐层方式凝固。 图3.8-5a表示液态金属充满铸型后，由于液态金属温度的下降，发生液态收缩，此收缩得到浇注系统中液态金属的补充，因此，在此期间型腔中总是充满着金属液。 当铸件外表的温度下降到固相线温度以下，铸件表面凝固一层硬壳包裹着内部的液态金属，并且浇注系统的内浇道被冻结，进一步冷却时，硬壳内的液态金属因温度降低发生液态收缩，以及对硬壳进一步凝固收缩的补充，与此同时，凝固硬壳也因温度下降而使铸件外表尺寸缩小。如果硬壳内液态金属因液态收缩和凝固收缩造成的体积缩减等于铸件外表的体积缩小，则凝固的外壳仍和内部液态金属紧密接触，不会产生缩孔。但是，合金的液态收缩加凝固收缩远远超过硬壳的固体收缩，因而，液体将与硬壳的顶面脱离而下降，如图3.8-5c所示。依次进行下去，硬壳不断加厚，液面将不断下降，待金属全部凝固后，在铸件上部就形成了一个倒锥形的缩孔，。因温度连续下降至室温整个铸件的体积不断缩小，缩孔的绝对体积也相对减小，但与铸件的相对体积不变。如果铸件顶部设置冒口，缩孔将移至冒口中 缩松的形成 ?主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方， * 快速凝固的铝合金中所达到的溶质固溶量数据。在诸如Al—Cu、Al—Si、Al—Mg等合金中，所达到的固溶量不仅大大超过了最大的平衡固溶极限，并且超过了平衡共晶点的成分，即在平衡共晶点成分的合金中，通过快速凝固，形成了单相的铝固溶体组织。 * * * 旋转电极制粉法(rotating electrode com-minuting process) 以金属或合金制成自耗电极，其端面受电弧加热而熔融为液体，通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎为细小液滴，继之冷凝为粉末的制粉方法。这种制粉方法于1974年首先由美国核金属公司开发成功 * * 美国、以 色列和 日本等发达国家对RS技术制备镁合金的研究开展得比 较深人，而我国在此领域的研究工作进展比较缓慢。 * * 3）大块纳米晶合金 非晶晶化法制备大块纳米晶合金 非晶态固体的获得 晶化 熔体激冷、高速直流溅射、等离子流雾化、固态反应法、单辊/双辊旋淬法 热模压实、热挤压、高温高压烧结 3）大块纳米晶合金 聚合物化学与高温材料加工法块状纳米材料 落管技术: 高温高压固相淬火法 1.6 快速凝固其他新型合金材料 一、快速凝固铝合金 二、快速凝固镁合金 三、快速凝固钛合金 四、快速凝固铜合金 一、快速凝固铝合金 研究背景 高性能铝合金的发展可追溯到二十世纪四十年代。首先开发的是Al-Al2O3弥散强化合金。 为了细化合金的显微结构，最早采用的方法是称为“直接冷却法”，即在凝固金属的外壳通入冷却介质，以加速热传导,结果使铸件的枝晶臂间距减小了五分之一。 欲进一步细化显微结构，必须再加快凝固速率。而且已经确知，借助于普通粉末冶金工艺,使用平均粒度100μm的粉末,不可能大幅度地改善铝合金的性能，因此，注意力转向快速凝固。 铝合金材料 快速凝固微晶铝合金卓有成效的进展是降低质量，提高弹性模