快速凝固技術(shù)對鑄件微觀組織的影響研究

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1、快速凝固技術(shù)對鑄件微觀組織的影響研究唐興風(fēng)(青海省工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)校)摘要：文章就快速凝固技術(shù)以及快速凝固技術(shù)對鑄件微觀組織的影響機(jī)這樣的粒度是通常的凝固速度所達(dá)不到的，固態(tài)下的再結(jié)晶也只能理進(jìn)行了探討。勉強(qiáng)達(dá)到。冷淬槍樣品中心的多層部分是柱狀晶，每層互相錯入，形關(guān)鍵詞：Rill凝固鑄件組織成很好的接觸。活塞法制備的單層等厚薄片中的組織是柱狀晶過渡快速凝固技術(shù)的概念起源于P．杜威茲。追溯快速凝固發(fā)展的動到等軸晶，這和鑄錠中常見的柱狀晶與近冷卻面的等軸部分為~I~I力，主要來自普通鑄錠或鑄件的偏析。偏析可以分為兩類：小范圍內(nèi)

2、似。急冷薄帶的結(jié)晶狀態(tài)基本上是柱狀晶，它和上表面之間或有或無的偏析(微觀偏析)和大范圍內(nèi)的偏析(宏觀偏析)。前者發(fā)生在枝晶等軸晶帶。表面熔化和快速凝固處理所形成的結(jié)晶特征是平行于上范圍內(nèi)，約1門0～1門0000m數(shù)量級。后者發(fā)生在整個鑄錠或鑄件表面并沿處理點移動方向柱狀晶得到發(fā)展。霧化凝固顆粒中有多種尺寸范圍內(nèi)，達(dá)厘米甚至米數(shù)量級。結(jié)晶狀態(tài)，從少量等軸晶或柱狀晶(粒度約等于顆粒直徑)到大量的微觀偏析只有在鑄造組織受化學(xué)試劑腐蝕后才露出來。組織受細(xì)化等軸晶。腐蝕程度的不同，即說明存在著合金元素的濃度梯度。一般枝晶臂間2．2

3、成分在快速凝固合金中成分均勻化或偏析減小表現(xiàn)在兩距與凝固冷卻速率密切相關(guān)。對于已研究的各種工程合金材料，枝晶個方面，一方面是溶質(zhì)元素不均勻分布或偏析的范圍明顯減小。通常臂間距與冷卻速率成反比關(guān)系。一般可以通過工業(yè)高溫?zé)崽幚硎蛊捎卯a(chǎn)生樹枝晶偏析的二次枝晶臂間距作為成分偏析范圍或偏析距析溶質(zhì)充分均勻化。對于普通鑄品，因為凝固緩慢，有充分時間和空離的的標(biāo)志，而快速凝固合金由于晶粒明顯細(xì)化，所以偏析范圍從一間進(jìn)行擴(kuò)散，而產(chǎn)生宏觀偏析。即使長時間高溫均勻化熱處理，組分般鑄態(tài)合金的幾毫米到幾十微米減小到o．1~025um。枝狀晶間

4、距的濃度梯度仍然存在，因此宏觀偏析成為工業(yè)生產(chǎn)中的一大難題。d和冷卻速度T的關(guān)系為：d=a-~一b1快速凝固技術(shù)通常用由液態(tài)到固態(tài)的某一確定冷卻速率值(如大于1Os℃／S)式中d為枝狀晶間距。bI，a一5Om(K／s)?？梢钥闯?，枝狀J來定義快速凝固。快速凝固即指增加凝固時的冷卻速率，能縮短其枝晶間距d隨著冷速增加明顯減小。另一方面，由于快速凝固后固液晶臂間距。枝晶臂間距越小，第二相(夾雜和顯微孔洞)也越細(xì)小，分界面前出現(xiàn)非平衡溶質(zhì)分配或溶質(zhì)捕獲現(xiàn)象，使合金的成分不均勻布也越均勻，從而可獲得顯微結(jié)構(gòu)均勻的合金。程度或偏析

5、程度大大減小。通過縮短凝固時間，使凝固過程中金屬內(nèi)部為生成粗晶組織或2．3缺陷密度與鑄態(tài)合金相比，快速凝固合金中的空位、位錯偏析組織的時間和空間條件均不具備，從而得到均勻的金相組織。等缺陷密度有較大增加。由于液態(tài)合金中空位形成能比固態(tài)合金的1．1急冷凝固技術(shù)急冷凝固技術(shù)的核心是要提高凝固過程中空位形成能小得多，所以液態(tài)合金中的空位濃度比固態(tài)合金高得多，熔體的冷速，從熱傳輸?shù)幕驹砜梢灾?，一個相對于環(huán)境放熱的快速凝固時大部分空位來不及析出而留在固態(tài)合金中；另一方面，由系統(tǒng)的冷速取決于該系統(tǒng)在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量和傳出系

6、統(tǒng)的熱于凝固速度很高，晶體長大過程中也容易形成空位，因而使快速凝固量，因此對金屬凝固而言，提高系統(tǒng)的冷速必須要求：第一，減少單位合金一般有很高的空位濃度。例如快速凝固Pb的空位濃度比固態(tài)時間內(nèi)金屬凝固時產(chǎn)生的熔化潛熱：第二，提高凝固過程中的傳熱速度。根據(jù)這兩個基本要求，并針對常規(guī)鑄造凝固時熔體在體積很大的淬火時的空位濃度高5倍。同時，由于合金在快速凝固過程中受到較大的熱應(yīng)力，空位聚集崩塌后會形成位錯環(huán)，這些因素都使快速凝鑄模中同時凝固、熱量不易迅速傳出和固態(tài)淬火時主要通過對流傳固合金中的位錯密度特別是位錯環(huán)密度比一般鑄態(tài)

7、合金增加很多。熱因而冷速不高等問題，急冷凝固技術(shù)的基本原理是設(shè)法減小同一時刻凝固的熔體體積并減小熔體體積與其散熱表面積之比，并設(shè)法此外，快速凝固合金的層錯密度也很高。尤其在Cu、Ni、Ag、Au與減小熔體與熱傳導(dǎo)性能很好的冷卻介質(zhì)的界面熱阻以及主要通過傳AI、Zn、Cd、Sn組成的二元合金中層錯密度更高～些?？焖倌毯辖鹬锌瘴粷舛群臀诲e、層錯密度的這些特點對合金的溶質(zhì)擴(kuò)散，相變以導(dǎo)的方式散熱。1．2大過冷凝固技術(shù)與急冷凝固技術(shù)相比，大過冷凝固技術(shù)的及性能都會產(chǎn)生重要影響。2．4亞穩(wěn)相合金在快速凝固后形成許多新的亞穩(wěn)相是其

8、微觀原理比較簡單，就是要在熔體中形成盡可能接近均勻形核的凝固條件，從而獲得大的凝固過冷度。通常在熔體凝固過程中促進(jìn)非均勻形組織的結(jié)構(gòu)的一個主要特點。亞穩(wěn)相是指在相空間中于一定的溫度、核的形核媒質(zhì)主要來自熔體內(nèi)部和容器壁，因此大過冷技術(shù)就是主壓力、成分等狀態(tài)條件下吉布斯自由能G比穩(wěn)定相或平衡相高的要從這兩個方面設(shè)法消除