【正文】 13 二、激冷等軸晶型壁脫落與游離理論 ? 在澆注的過程中及凝固的初期激冷 ,等軸晶自型壁脫落與游離促使等軸晶形成 , 澆注溫度低可以使柱狀晶區(qū)變窄而擴(kuò)大等軸晶區(qū) 。 對薄壁鑄件，可采用高蓄熱、快熱傳導(dǎo)能力的鑄型。 ?當(dāng)細(xì)化效果達(dá)到最佳值時澆注是最理想的，隨合金熔化溫度和孕育劑種類的不同，達(dá)到最佳細(xì)化效果所需要的時間也不同。因為它的溫度遠(yuǎn)低于液相線溫度，所以對于黑色金屬的壓鑄件來說，能大大減輕金屬對模具的熱沖擊，提高壓鑄模具的壽命，擴(kuò)大黑色金屬壓鑄的應(yīng)用范圍。生長速度 R與焊接速度 υ滿足關(guān)系式 : ?c o sυ?R在熔合區(qū)上晶粒開始成長的瞬時（圖中 H 和 F點） , 晶粒生長線速度 R為零，即焊縫邊緣的生長速度最慢。主要方法是 小線能量 、 多層焊 和 錘擊焊道表面 等。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 46 二、熔池結(jié)晶特征 ? 聯(lián)生結(jié)晶 ? 柱狀晶生長方向與速度的變化 ? 熔池凝固組織形態(tài)的多樣性 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 47 1. 聯(lián)生結(jié)晶 ? 在熔池中存在兩種現(xiàn)成固相表面：一種是合金元素或雜質(zhì)的懸浮質(zhì)點（在正常情況下所起作用不大）；另一種就是熔池邊界未熔母材晶粒表面，非自發(fā)形核就依附在這個表面，在較小的過冷度下以柱狀晶的形態(tài)向焊縫中心生長，稱為聯(lián)生結(jié)晶 (也稱外延生長 )。在澆鑄斷面較大的鑄坯以及澆鑄質(zhì)量要求較高時，電磁攪拌技術(shù)便成為首選。 孕育劑含有直接作為非自發(fā)生核的物質(zhì) 孕育劑能與液相中某些元素 反應(yīng) 生成較穩(wěn)定的 化合物 而產(chǎn)生非自發(fā)生核 在液相中造成很大的 微區(qū)富集 而迫使結(jié)晶相提前彌散析出而生核 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 32 合金種類 孕育劑主要組元 加入量 wt% 加入方法 碳鋼及合金鋼 Ti ~ 鐵合金 V ~ B ~ 鑄鐵 SiFe， Ca, Ba, Sr ~， 與 SiFe復(fù)合 鐵合金 鋁合金 Ti, Zr , Ti+B, Ti+C Ti:。但必須注意不要因此而引起大量氣體和夾雜的卷入而導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生相應(yīng)的缺陷。因此柱狀晶區(qū)的存在與否及寬窄程度取決于上述兩個因素綜合作用的結(jié)果。（ b）表面細(xì)等軸晶加柱狀晶 。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 6 第二節(jié) 表面激冷區(qū)及柱狀晶區(qū)的形成 一、 表面激冷區(qū)的形成 二、 柱狀晶區(qū)的形成 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 7 一、表面激冷區(qū)的形成 ? 型壁附近熔體由于受到強(qiáng)烈的激冷 作用，產(chǎn)生很大的過冷度而大量非均質(zhì)生核 ,各種形式的 晶粒游離 也是形成表面細(xì)等軸晶的“晶核”來源。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 18 ?目前比較統(tǒng)一的看法是內(nèi)部等軸晶區(qū)的形成很可能是 多種途徑起作用 。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 29 技術(shù)原理 ： 通過加入金屬顆粒與金屬液的物理化學(xué)、晶體學(xué)和熱作用，強(qiáng)制金屬液生核，并改變鑄型中金屬液的溫度分布，從而改變金屬凝固方式。 離心鑄造 時若周期改變旋轉(zhuǎn)方向可獲得細(xì)小等軸晶，說明液相和固相發(fā)生相對運(yùn)動所起的細(xì)化晶粒作用。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 43 2. 溫差大、過熱溫度高 ? 熔池金屬中不同區(qū)域 因加熱與冷卻速度很快，熔池中心和邊緣存在較大的溫度梯度 ，例如，對于電弧焊接低碳鋼或低合金鋼，熔池中心溫度高達(dá) 2100～ 2300℃ ，而熔池后部表面溫度只有1600℃ 左右，熔池平均溫度為 1700177。 最后結(jié)晶的低熔點夾雜物易被推移到焊縫中心區(qū)域，形成脆弱的結(jié)合面，因此垂直于焊縫中心線的柱狀晶，易導(dǎo)致縱向熱裂紋的產(chǎn)生。 隨著凝固界面遠(yuǎn)離熔合區(qū)邊界向焊縫中心推進(jìn)時 , 結(jié)晶速度 R逐漸增大，而溫度梯度 G減小 , G/R 逐步減小，成分過冷逐漸增大，平面生長將轉(zhuǎn)為胞狀