凝固组织的控制课件.pptVIP

第五章件凝固控制?件凝固的形成?等晶的晶粒化?凝固中的偏析及其控制?凝固收及其控制?半固金属的特性及半固造2023/9/11星期一金属凝固原理

第一件凝固的形成1．凝固条件与晶体生方式平界面等晶柱状晶等晶(a)(b)(c)(d)件凝固程中的温度分布与凝固方式2023/9/11星期一金属凝固原理

2．金属或合金的凝固方式金属或合金在型中凝固,可以分液相区、固相区和液固两相区三个区域。液相区液固两相区固相区△X型金属或合金凝固分区示意2023/9/11星期一金属凝固原理

固液两相区窄－呈烈的逐凝固特点；固液两相区－逐凝固特征不明，呈糊状凝固特点，造成液相。C1C2600固液两相区度窄548Cu固液两相区度Al固液两相区度将凝固液相的影响2023/9/11星期一金属凝固原理

凝固曲在凝固件横断面温度感器定冷却曲，即温度-曲。据不同断面的冷却曲，合合金的相，便可以出凝固件断面液相-固相与凝固的关系----凝固曲。流方向流方向x⑥⑤④③②①由凝固曲可以看出合金在凝固件中的凝固方式。2023/9/11星期一金属凝固原理

TLTs件凝固曲的制2023/9/11星期一金属凝固原理a)件断面的温度-曲b)凝固曲c)某刻的凝固状

金属及合金的凝固方式金属及合金的凝固方式并不唯一取决于相，它与凝固的温度梯度相关。逐凝固工件断面的凝固曲a)砂型造b)金属型造2023/9/11星期一金属凝固原理

影响凝固方式的因素凝固方式一般由合金固液相温度隔和凝固件断面温度梯度两个因素决定。凝固温度隔大的合金向于糊状凝固；反之向于逐凝固TTLTSTTLTSLS+LS+LSS+LSSS逐凝固糊状凝固2023/9/11星期一金属凝固原理

2.件的典型凝固与形成程内部等晶区表面晶区表面晶粒区。它是靠型壁的一个外壳，由紊乱排列的小等晶所成；柱状晶区。由自外向内沿着流方向彼此平行排列的柱状晶所成；内部等晶区。由紊乱排列的粗大等晶所成。柱状晶区件典型凝固2023/9/11星期一金属凝固原理

当液金属入温度低的型中，型壁附近熔体由于受到烈的激冷作用而大量生核加上型壁晶粒脱落、枝晶熔断和晶粒增殖等各种形式的晶粒游离程，在型表面形成了无方向性的表面等晶。一旦型壁晶粒互相接而构成定的凝固壳，在凝固界面前沿的晶粒便开始向内生，在垂直于型壁的向流的作用下，那些生方向与流方向平行的枝晶，生速度快，逐步淘汰取向不利的晶粒而展成柱状晶。随着熔体的不断冷却，由于生核及晶粒游离、枝晶熔断等在柱状晶前沿生大量等晶，并形成内部等晶区。Southin内部等晶区的形成不要求界面前方存在有等Fredriksson等人内部等晶区的生是由一部分游离Wizke等及Lipton等的研究表明，液相流凝固界面前的液相成分冷度的形成具有重要影响，而冷度是决定等晶形晶的晶核，而且晶的沉淀和一部分游要求些晶核到一定的大小，并形成网以阻止柱状晶区的生。离晶被面生着的柱状前沿捕后而形成的。成的关因素，可作柱状晶向等晶的判据。2023/9/11星期一金属凝固原理

3.等晶的形核合金的注度游离晶的形成具有决定性的影响（1）型壁的晶粒游离液金属在型型壁的激冷作用下依附型壁形核，些晶粒在大程中由于根部溶的富集生根部“”象，并在流体的机械冲刷和温度反复波的冲下，自型壁脱落形成游离晶。液相流枝晶熔断具有重要影响（2）枝晶熔断枝晶生程中，在枝晶各次分枝的根部同会由于溶富集生“”象，并在液流冲刷和波的作用下生熔断、脱落，形成自由晶体。人地行表面振有利于“晶雨”的形成（3）表面凝固和“晶雨”的形成表面形成的晶核由于密度比液体大而下沉，另外液相的流和表面的会表面形成的晶核下落形成“晶雨”。2023/9/11星期一金属凝固原理

4.件凝固形的控制凝固形的控制主要是晶粒形和相构的控制。相构在很大程度上取决于合金的成分，而晶粒形及其尺寸是由凝固程决定的。晶粒形的控制是凝固控制的关，其次是晶粒尺寸。柱状晶比粗大，晶界面小，并且位向一致。因而其性能具有明的方向性：向好，横向差。此外，其凝固界面前方常集有多的第二相，特是当不同方位的柱状晶区相遇而构成晶界大量与气体等在聚集将致件裂，或者使件在以后的塑形加工中生裂。等晶区的界面大，和缺陷分布比分散，且各晶粒之位向也各不相同，故性能均匀而定，没有方向性。其缺点是枝晶比达，微松多，凝固后不致密。等晶化能使和缺陷分布更加分散，从而在一定程度上提高各性能。一般来，晶粒越，其合性能就越好，抗疲性能也越高。基于上述原因，大多数情况下希望得多的甚至是全部小的等晶。晶粒形的控制主要是通形核程的控制的。促形核的方法包括程控制方法、化学方法、物理方法、机械方法、条件控制方法等。2023/9/11星期一金属凝固原理

第二等晶的晶粒化化晶粒的主要途径：①控制条件促熔体生核；②添加晶粒化