定向凝固及其應(yīng)用ppt課件(已修改)
2025-05-10 23:24 本頁(yè)面
【正文】 定向凝固及其應(yīng)用丁國(guó)華2022年 12月 11日n 一 定向凝固的原理n 二 定向凝固技術(shù)的發(fā)展n 三 定向凝固的理論基礎(chǔ)n 四 定向凝固在凝固理論研究中的應(yīng)用n 五 定向凝固在新材料研究與開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用n 六 自制定向凝固裝置介紹n 七 我的研究?jī)?nèi)容定向凝固基本原理n 定向凝固是在凝固過(guò)程中采用強(qiáng)制手段，在凝固金屬和未凝固熔體中建立起特定方向的溫度梯度，從而使熔體沿著與熱流相反的方向凝固，獲得具有特定取向柱狀晶的技術(shù)。n 定向凝固技術(shù)是在高溫合金的研制中建立和完善起來(lái)的。該技術(shù)最初用來(lái)消除結(jié)晶過(guò)程中生成的橫向晶界，甚至消除所有晶界，從而提高材料的高溫性能和單向力學(xué)性能。n 在定向凝固過(guò)程中 溫度梯度 和 凝固速率 這兩個(gè)重要的凝固參數(shù)能夠獨(dú)立變化，可以分別研究它們對(duì)凝固過(guò)程的影響。這既促進(jìn)了凝固理論的發(fā)展，也激發(fā)了不同定向凝固技術(shù)的出現(xiàn)。定向凝固技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)定向凝固技術(shù) 新型定向凝固技術(shù)發(fā)熱鑄型法功率降低法快速凝固法液態(tài)金屬冷卻法區(qū)域熔化液態(tài)金屬冷卻法激光超高溫度梯度快速定向凝固電磁約束成形定向凝固技術(shù)深過(guò)冷定向凝固技術(shù)側(cè)向約束下的定向凝固技術(shù)對(duì)流下的定向凝固技術(shù)重力場(chǎng)作用下的定向凝固技術(shù)In situ and realtime imaging發(fā)熱鑄型法和功率降低法n 將熔化好的金屬液澆入一側(cè)壁絕熱，底部冷卻，頂部覆蓋發(fā)熱劑的鑄型中，在金屬液和己凝固金屬中建立起一個(gè)自上而下的溫度梯度，使鑄件自上而下進(jìn)行凝固，實(shí)現(xiàn)單向凝固。n 石墨感應(yīng)發(fā)熱器放在分上下兩部分的感應(yīng)圈內(nèi)。加熱時(shí)上下兩部分感應(yīng)圈全通電，在模殼內(nèi)立起所要求的溫度場(chǎng)．然后注入過(guò)熱的合金熔液。此時(shí)下部感應(yīng)圈停電，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入上部感應(yīng)圈的功率，使之產(chǎn)生一個(gè)軸向溫度梯度。n 這種方法由于所能獲得的溫度梯度不大，并且很難控制，致使凝固組織粗大，鑄件性能差，因此，該法不適于大型、優(yōu)質(zhì)鑄件的生產(chǎn)。但其工藝簡(jiǎn)單、成本低，可用于制造小批量零件。快速凝固法和液態(tài)金屬冷卻法n 快速凝固法是鑄件以一定的速度從爐中移出或爐子移離鑄件，采用空冷的方式，而且爐子保持加熱狀態(tài)。這種方法由于避免了爐膛的影響，且利用空氣冷卻，因而獲得了較高的溫度梯度和冷卻速度 ,，所獲得的柱狀晶間距較長(zhǎng)，組織細(xì)密挺直，且較均勻，使鑄件的性能得以提高，在生產(chǎn)中有一定的應(yīng)用。n 液態(tài)金屬冷卻法是在快速凝固法的基礎(chǔ)上，將抽拉出的鑄件部分浸入具有高導(dǎo)熱系數(shù)的高沸點(diǎn)、低熔點(diǎn)、熱容量大的液態(tài)金屬中。這種方法提高了鑄件的冷卻速度和固液界面的溫度梯度，而且在較大的生長(zhǎng)速度范圍內(nèi)可使界面前沿的溫度梯度保持穩(wěn)定，結(jié)晶在相對(duì)穩(wěn)態(tài)下進(jìn)行，得到比較長(zhǎng)的單向柱晶。n 常用的液態(tài)金屬有 GaIn合金和 GaInSn合金，以及 Sn液，前二者熔點(diǎn)低，但價(jià)格昂貴，因此只適于在實(shí)驗(yàn)室條件下使用。 Sn液熔點(diǎn)稍高 (232℃ )，
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