鑄造金屬件晶粒結(jié)構(gòu)凝固過程中形成-金相分析

  鑄造金屬件的晶粒結(jié)構(gòu)在凝固過程中形成的。用于鑄造的金屬
的熔融溫度一般為650℃到1550℃。鑄造中重要的參數(shù)是溫度梯度
與化學(xué)成分，前者控制了自工件內(nèi)部向外表面的熱流，后者則影響
凝固發(fā)生的溫度區(qū)間。

  純金屬鑄件的晶粒結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部的柱狀晶與外殼部的等軸晶。
在表面的細(xì)的等軸晶是由于接觸低溫模壁處有較大的過冷而造成的
高的形核速率的結(jié)果。等軸晶的區(qū)域也稱為激冷區(qū)。純金屬在固定
的溫度凝固，并釋放出熔化潛熱。在此過程中，液／固界面，或凝
固的前沿從接近模壁的表面向內(nèi)  凝固在方形鑄模中的金屬組織
的示意圖部移動(dòng)。這就導(dǎo)致了其長(zhǎng)軸由鑄件的(a)純金屬(1)  (b)
固溶體  (c)在凝固中沒有溫度梯度表面指向內(nèi)部的柱狀晶的形成

。  的存在或沒有使用形核劑(變質(zhì)劑)以促進(jìn)非均勻形核
  合金與純金屬的柱狀晶結(jié)構(gòu)的顯微組織的另一個(gè)大的差異是，
在合金的柱狀晶內(nèi)存在有樹枝狀的結(jié)構(gòu)。

  一個(gè)鑄件凝固所需要的時(shí)間和該鑄件的體積與其表面積平方的
比值呈正比。這是因?yàn)殍T件的體積決定了凝固時(shí)釋放的總熱量(即
轉(zhuǎn)變的潛熱)，而該熱量從鑄件散發(fā)出的速度又是表面積的函數(shù)。

  液態(tài)金屬往往比其相應(yīng)的固態(tài)有較大的體積。這樣，在凝固過
程中就常常會(huì)發(fā)生疏松形式的收縮缺陷。當(dāng)金屬在薄的截面中凝固
以及阻礙了熔融金屬向鑄件的其他區(qū)域流動(dòng)時(shí)，也會(huì)發(fā)生收縮缺陷
。為了避免這種金屬熱收縮缺陷，可以將稱為激冷鑄型的散熱裝置
(散熱片)放置在鑄模的不同區(qū)域，以控制凝固的模式(即增大鑄件
較厚部分的凝固速度)。

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