鐵碳合金材料第四章-資料下載頁
2025-04-30 07:26本頁面
【正文】 高／Ａ ”字。如： TT12A*第四節(jié) 凝固組織及其控制l 晶粒度l 表示晶粒大小的尺度叫 晶粒度 。 可用晶粒的平均面積或平均直徑表示。l 工業(yè)生產(chǎn)上采用 晶粒度等級 來表示晶粒大小。l 標準晶粒度共分八級，一級最粗，八級最細 。通過100倍顯微鏡下的晶粒大小與標準圖對照來評級。l 一、結(jié)晶后的晶粒大小及其控制l 決定晶粒度的因素l 晶粒的大小取決于 晶核的形成速度 和 長大速度 。過冷度對 N、 G的影響l 單位時間、單位體積內(nèi)形成的晶核數(shù)目叫 形核率 (N)。l 單位時間內(nèi)晶核生長的長度叫 長大速度 (G)。l N/G比值越大，晶粒越細小.因此，凡是促進形核、抑制長大的因素，都能細化晶粒 .控制晶粒度的方法l ⑴ 控制過冷度： 隨過冷度 增加 ， N/G值增加，晶粒變細。l ⑵ 變質(zhì)處理： 又稱 孕育處理 。 即有意向液態(tài)金屬內(nèi)加入非均勻形核物質(zhì)從而細化晶粒的方法。 所加入的非均勻形核物質(zhì)叫 變質(zhì)劑 （或稱 孕育劑 ）。AlSi合金組織緩冷 快冷未 變質(zhì) 變質(zhì)鑄鐵變質(zhì)處理前后的組織變質(zhì)處理前變質(zhì)處理后變質(zhì)處理使組織細化。變質(zhì)劑為硅鐵或硅鈣合金。電磁攪拌細化晶粒示意圖 超聲振動細化晶粒示意圖l ⑶ 振動、攪拌等： 對正在結(jié)晶的金屬進行振動或攪動，一方面可靠外部輸入的能量來促進形核 ，另一方面也可使成長中的枝晶破碎，使晶核數(shù)目顯著增加。氣輪機轉(zhuǎn)子的宏觀組織 (縱截面 )細晶的熔模鑄件 (上 )普通鑄件 (下 )晶粒大小對金屬性能的影響l 常溫下 ， 晶粒越細，晶界面積越大，因而金屬的強度、硬度越高，同時塑性、韌性也越好 ,即 細晶強化 。l 高溫下 ，晶界呈粘滯狀態(tài)，在外力作用下易產(chǎn)生滑動，因而細晶粒無益。但晶粒太粗易產(chǎn)生應(yīng)力集中。因而高溫下晶粒過大、過小都不好。 晶粒大小與金屬強度的關(guān)系單晶葉片?s= ?i+Kd1/2多晶鐵的拉伸變形室溫 高溫二、鑄錠 (件 )組織與缺陷l 在實際生產(chǎn)中，液態(tài)金屬被澆注到錠模中便得到鑄錠，而注入到鑄型模具中成型則得到鑄件。l 鑄錠 (件 )的組織及其存在的缺陷對其加工和使用性能有著直接的影響。l 鑄錠 (件 )的組織l 鑄錠 (件 )的宏觀組織 通常由三個區(qū)組成 :l ⑴ 表層細晶區(qū)： 澆注時，由于冷模壁產(chǎn)生很大的過冷度及非均勻形核作用，使表面形成一層很細的等軸晶粒區(qū)。l ⑵ 柱狀晶區(qū)： 由于模壁溫度升高，結(jié)晶放出潛熱，使細晶區(qū)前沿液體的過冷度減小，形核困難。加上模壁的定向散熱，使已有的晶體沿著與散熱相反的方向生長而形成柱狀晶區(qū)。l ⑶ 中心粗等軸晶區(qū) : 由于結(jié)晶潛熱的不斷放出，散熱速度不斷減慢，導致柱狀晶生長停止，當心部液體全部冷至實際結(jié)晶溫度 T1以下時，在雜質(zhì)作用下以非均勻形核方式形成許多尺寸較大的等軸晶粒。l ⑴ 縮孔： 縮孔是由于 液態(tài)金屬結(jié)晶 時體積收縮且補縮不足造成的。 可通過改變結(jié)晶時的冷卻條件和加冒口等來進行控制。鋼錠出現(xiàn)縮孔在鍛軋前應(yīng)切除 .l 鑄造缺陷l 鑄造缺陷的類型較多，常見的有縮孔 、 氣孔、疏松 、 偏析 、 夾渣、 白點 等，它們對性能是有害的 .縮孔l ⑵ 偏析： 合金中各部分化學成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析 。鑄錠 (件 )在結(jié)晶時 ,由于各部位結(jié)晶先后順序不同，合金中的低熔點元素偏聚于最終結(jié)晶區(qū)，造成 宏觀上的成分不均勻，稱 宏觀偏析 。適當控制澆注溫度和結(jié)晶速度可減輕宏觀偏析。 硫在鋼錠中偏析的模擬結(jié)果l ⑶ 氣孔 : 氣孔 是指液態(tài)金屬中溶解的氣體或反應(yīng)生成的氣體在結(jié)晶時未逸出而存留于鑄錠 (件 )中的氣泡 .鑄錠中的封閉的氣孔可在熱加工時焊合，張開的氣鑄件中的氣孔孔需要切除。鑄件中出現(xiàn)氣孔則只能報廢?？s松
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