液态金属的凝固课件.pptVIP

*凝固方式第四章液态金属的凝固*第三节?凝固方式与铸件宏观组织从凝固区域的结构分析可知,铸件的致密性和健全性与合金的凝固方式密切相关,而影响凝固方式的因素为结晶温度范围和铸件断面的温度梯度。第四章液态金属的凝固*化学成分、结晶温度范围与铸件质量的关系化学成分决定了合金结晶的温度范围。纯金属和共晶成分合金在凝固时,由于结晶温度范围是零,因此没有液固共存的凝固区,以逐层方式凝固,其凝固前沿直接与液态金属接触。当液态凝固成为固体而发生体积收缩时,可以不断地得到液体的补充,所以产生分散性缩松的倾向性很小,而是在铸件最后凝固的部位留下集中缩孔,如图4－12。由于集中缩孔容易消除,一般认为这类合金的补缩性良好。在板状或棒状铸件会出现中心线缩孔。这类铸件在凝固过程中,当收缩受阻而产生晶间裂纹时,也容易得到金属液的填充,使裂纹愈合。第四章液态金属的凝固*化学成分、结晶温度范围与铸件质量的关系第四章液态金属的凝固*化学成分、结晶温度范围与铸件质量的关系宽结晶温度范围的合金,凝固区域宽,散热条件差,容易发展成为树枝晶发达的粗大等轴枝晶组织。当粗大的等轴枝晶相互连接以后(固相约为70％),将使凝固的液态金属分割为一个个互不沟通的溶池,最后在铸件中形成分散性的缩孔,即缩松,如图4－13所示。对于这类铸件采用普通冒口消除其缩松是很难的,而往往需要采取其它辅助措施,以增加铸件的致密性。由于粗大的等轴晶比较早的连成骨架,在铸件中产生热裂的倾向性很大。这是因为,等轴晶越粗大,高温强度就越低；此外当晶间出现裂纹时,也得不到液态金属的充填使之愈合。如果这类合金在充填过程中发生凝固时,其充型性能也很差。第四章液态金属的凝固*化学成分、结晶温度范围与铸件质量的关系第四章液态金属的凝固*外部冷却条件与铸件质量的关系由于合金成分是根据其性能、价格、使用条件等因素确定的,一般不能随意改变。在材料加工过程中,要改变合金的凝固方式,调节空间较大的是加工工艺,或者说可以通过外部条件来调整合金的凝固方式。第四章液态金属的凝固*外部冷却条件与铸件质量的关系由于合金成分是根据其性能、价格、使用条件等因素确定的,一般不能随意改变。在材料加工过程中,要改变合金的凝固方式,调节空间较大的是加工工艺,或者说可以通过外部条件来调整合金的凝固方式。第四章液态金属的凝固*铸件在非金属型中冷却非金属型（一般指砂型）的导热系数比金属铸件的导热系数小得多,即λ2/λ11。铸件在非金属型中凝固冷却时,由于铸型的导热系数小,所以铸件冷却缓慢,其断面上的温差很小。由于同样理由,铸型内表面被铸件加热至很高的温度,而其外表面仍处于较低的温度,断面上的温差很大。第四章液态金属的凝固*铸件在非金属型中冷却在这种情况下,铸件和铸型断面上的温度分布如图4-14所示。可见,铸件和中间层断面上的温差与铸型的温差相比较,是相当小的,可以忽略不计。因此可以认为,在整个热传导过程中,铸件断面上的温度分布可以看作是均匀的,铸型内表面的温度接近铸件的温度。所以,砂型铸造时,砂型本身的热物理性质是决定整个系统热交换过程的主要因素,亦即铸件的冷却强度主要取决与铸型的热物理参数。第四章液态金属的凝固*铸件在金属型中冷却(1)当铸件的冷却和铸型的加热都不十分激烈时,铸件、中间层和铸型断面上的温度分布如图4-15所示。可见,在“铸件—中间层—铸型”系统中,大部分温度降在中间层上。当金属型的工作表面涂有较厚的涂料时,就属于这种情况。这种类型的传热特点是,铸件断面上的温差δ1t和铸型断面上的温差δ2t与中间层的温差δ3t相比,显得很小,可以忽略不计。所以,可以认为,铸件和铸型断面上的温度分布实际上是均匀的,传热过程主要取决于涂料层的热物理性质。第四章液态金属的凝固*铸件在金属型中冷却(2)铸件的冷却和铸型的加热都很激烈,铸件和铸型断面上的温度分布如图4-16所示。可见,铸件和铸型断面上都有很大的温度降。当金属型的涂料层很薄时,就属于这种传热情况。这种类型的传热特点是,中间层断面的温差δ3t与铸件和铸型的温差相比较显得很小,可以忽略不计。因此,可以认为,铸型内表面温度和铸件表面温度相同,传热过程取决与铸件和铸型的热物理量。第四章液态金属的凝固*铸件在金属型中冷却