金屬半固態(tài)鑄軋固相顆粒直徑計(jì)量圖像顯微鏡

在同一攪拌速度下，不同的鑄軋溫度對(duì)鎂合金半固態(tài)鑄軋組
織也有顯著的影響。由圖所示的顯微組織觀察得到，鑄軋溫度越
高，半固態(tài)鑄軋組織中先結(jié)晶的固相顆粒體積分?jǐn)?shù)越低。這是因
為根據(jù)金屬凝固理論中熔液凝固中形成穩(wěn)定球形晶核的臨界形核
功與熔液過(guò)冷度的平方成反比。熔液過(guò)冷度越小，穩(wěn)定形核的臨
界功就越大，形核的臨界半徑也越大，形核就越困難，形核率就
越小，反之，過(guò)冷度越大，形核越容易，形核率越大。因此鑄軋
溫度越高，此時(shí)熔體的過(guò)冷度越小，形核率越小，所以固相體積
分?jǐn)?shù)越低，相應(yīng)地鑄軋?jiān)囼?yàn)得到半固態(tài)板帶的微觀組織中初生相
體積分?jǐn)?shù)也越低。

  大量的研究結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)劇烈攪拌后的半固態(tài)金屬漿
液的組織與未攪拌的半固態(tài)漿液的組織之間有明顯的差別。
前者的組織特點(diǎn)是：凝固的非枝晶初生晶粒均勻地懸浮在母
液中，這些非枝晶初生晶粒大多呈球狀、橢球狀或花瓣?duì)睿?br>大部分非枝晶初生晶粒之間并無(wú)搭接。而后者的組織特點(diǎn)是：
凝固的初生晶粒呈枝晶狀，也均勻地懸浮在母液中，且互相
搭接，形成骨架狀結(jié)構(gòu)。

粉末成核細(xì)化機(jī)理。粉末成核細(xì)化機(jī)理指在過(guò)熱的
合金熔體中加人大量的同種合金粉末或潤(rùn)濕性好的異種合金
粉末，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行強(qiáng)烈均勻攪拌，獲得微晶組織。粉
末所起的作用包括：增加形核質(zhì)點(diǎn)、隔斷網(wǎng)狀組織、抑制晶
粒長(zhǎng)大和粗大平衡相的析出、吸收熱量和快速冷凝。這項(xiàng)技
術(shù)由陳振華教授考慮半固態(tài)工藝均存在固相和液相混合的基
本特點(diǎn)，引發(fā)思路，發(fā)明了一種新的金屬材料制備新工
藝——固液混合鑄造工藝，并申報(bào)了發(fā)明專(zhuān)利。陳振華教授
認(rèn)為該工藝細(xì)化晶粒的可能原因有：1)粉末溶解產(chǎn)生的形
核核心增殖作用；2)加人大量的粉末快速凝固作用；3)半
固態(tài)攪拌對(duì)枝晶的破碎作用。

  但是顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)有一個(gè)奇異的現(xiàn)象，即在較高的
鑄軋溫度下得到的半固態(tài)鑄軋組織中，固相顆粒比低的鑄軋
溫度下大。我們認(rèn)為這是由于在鑄軋?jiān)囼?yàn)時(shí)，受鑄軋輥的冷
卻能力所限，半固態(tài)金屬的冷卻速度不夠大，造成固相顆粒
在鑄軋的同時(shí)長(zhǎng)大造成的。通過(guò)改善鑄軋輥的冷卻能力，這
一現(xiàn)象有望消除。

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