柱狀晶等等ppt課件(參考版)
2025-01-17 21:31本頁面
【正文】 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 53 。 3．焊接工藝 采用恰當?shù)暮附庸に嚧胧?，也可改善熔池凝固結(jié)晶。 2． 振動結(jié)晶 采用振動的方法來打斷正在成長的柱狀晶，增大晶粒游離傾向，達到細化晶粒的目的。 隨著凝固界面遠離熔合區(qū)邊界向焊縫中心推進時 , 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)為胞狀生長； 隨著成分過冷的進一步加大，樹枝晶生長的方式逐漸占主導地位，在到達熔池尾端結(jié)束凝固時，成分過冷度最大，有可能形成等軸樹枝晶區(qū)。 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，易導致縱向熱裂紋的產(chǎn)生。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 50 ? 焊接速度大時，焊接熔池長度增加 , 柱狀晶趨向垂直于焊縫中心線生長 。而在熱源移動后面的焊縫中心（ D點），晶粒生長速度 R與焊接速度 υ相等，生長最快。焊接速度增大 , L增加 , Bmax減小 . 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 49 ?熔池的最大散熱方向是液相等溫線的法線方向 ,晶體生長方向與最大散熱方向正好相反 , 因此在生長過程中不斷改變方向 ,形成彎曲狀柱狀晶。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 48 2. 柱狀晶生長方向與速度的變化 ? 典型的焊接熔池形狀像不標準的半橢球。 圖 511 熔池的運動狀態(tài)下結(jié)晶 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 45 4. 液態(tài)金屬對流激烈 ? 熔池中存在許多復雜的作用力，如電弧的機械力、氣流吹力、電磁力，以及液態(tài)金屬中密度差，使熔池金屬產(chǎn)生強烈的攪拌和對流，在熔池上部其方向一般從熔池頭部向尾部流動，而在熔池底部的流動方向與之正好相反，這一點有利于熔池金屬成分分布的均勻化與純凈化。隨著熱源的離去，熔池后部的液態(tài)金屬立即開始凝固。 ? 由于過熱溫度高， 非自發(fā)形核的原始質(zhì)點數(shù)大為減少 ，這也促使焊縫柱狀晶的發(fā)展。 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 2100～ 2300℃ ，而熔池后部表面溫度只有1600℃ 左右，熔池平均溫度為 1700177。 ? 由于冷卻快，溫度梯度大，致使焊縫中柱狀晶得到充分發(fā)展。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 39 傳統(tǒng)鑄造 a）和流變鑄造 b）所獲得的顯微組織 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 40 第五節(jié) 焊接熔池凝固及控制 一、熔池凝固條件 二、熔池結(jié)晶特征 三、熔池結(jié)晶組織的細化 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 41 一、熔池凝固條件 ?體積小、冷速快 ?溫差大、過熱度高 ?動態(tài)凝固過程 ?液態(tài)金屬對流激烈 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 42 1. 熔池金屬的體積小，冷卻速度快 ? 在一般電弧焊條件下，熔池的體積最大也只有30cm3 ，重量不超過 100g。 這種細小圓整的半固態(tài)金屬漿液由于具有較好的流動性而容易成形。 第五章 鑄件及焊縫宏觀組織及其控制 38 4．流變鑄造 ? 流變鑄造又稱半固態(tài)鑄造，這種方法是當液體金屬凝固達 50～ 60％時，在氬氣保護下進行高速攪拌，使金屬成為半固態(tài)漿液，將半固態(tài)漿液凝固成坯料或擠壓至鑄型凝固成形。 連鑄過程采用電磁攪拌的主要作用是提高連鑄坯的質(zhì)量，例如去除夾雜物、消除皮下氣泡、減輕中心偏析、提高連鑄坯的等軸晶率。當壓力增加時凝固的合金熔點溫度也要增加，從而提高了凝固過冷度，造成形核率的提高，使晶粒細化。 ? 振動鑄型可 促使“晶雨”的形成 。 離心鑄造 時若周期改變旋轉(zhuǎn)方向可獲得細小等
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