第二部分熔炼与铸锭.pptVIP

五、凝固理论的实际应用举例 一、铸锭（铸件）的宏观组织控制：三层典型组织 铸锭（铸件）的宏观组织控制：特殊情况下可得到全部为柱状晶和等轴晶 铸锭（铸件）的宏观组织控制：特殊情况下可得到全部为柱状晶和等轴晶 铸锭中心等轴晶粒的来源： 仔晶卷入，枝晶漂移 ，晶体下沉 例：三个成份相同，但铸造温度和铸模材料不同的铸件得到三种横截面： A.粗等轴晶 B.细等轴晶 C.典型三层晶带组织，试解释为何产生不同的组织。 A 高的浇注温度，导热性差的砂模 B 低的浇注温度,导热性差的砂模 C 适中的浇注温度,导热性好的砂模 铸锭的宏观组织控制：控制晶粒的大小 a.增加过冷度 过冷度增大，N/V0增加 实际结晶时，过冷度是由冷却速度来控制的 b.变质处理 c.振动，搅拌 有色合金的熔炼 熔炼工艺对有色合金铸件的性能和缺陷有很大影响。多数有色合金易产生气孔和夹杂，尤其是钛合金、铝合金、镁合金和某些铜合金。一般的熔炼工艺流程是：??? 1）根据铸件技术要求所规定的合金牌号，可查出合金的化学成分范围，从中选定化学成分；??? 2）根据元素的烧损率和成分要求，进行配料计算，得出各种炉料的加入量，并选择炉料。若炉料受到污染，则需要进行处理，保证所有的炉料清洁、无锈，并在投料前进行预热；??? 3）检查和准备化用具，涂刷涂料，并预热，防止气体、夹杂物和有害元素的污染； 4）加料。一般加料顺序为：回炉料、中间合金和金属料，低熔点易氧化的金属料，如镁，在炉料熔化之后加入；??? 5）为了减少合金液的吸气和氧化的污染，应尽快熔化，防止过热，根据需要，有的合金液须加覆盖剂保护；??? 6）炉料熔化后，进行精炼处理，以净化合金液，并进行精炼效果的检验；??? 7）根据需要，进行变质处理和细分组织处理以提高性能，并检验处理效果；??? 8）调整温度，进行浇注。有的合金在浇注前要进行搅拌，以防发生比重偏析。 * * 第二部分 铸 造 铸锭的凝固方式 铸锭的收缩： 铸锭缺陷 连续铸造： 凝固理论的实际应用举例 一 铸锭的凝固方式： 在铸锭凝固过程中，对铸锭质量影响较大的主要 是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸锭的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的。 逐层凝固 纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不存在固液两相并存的凝固区，所以固体与液体分界面清晰可见，一直向铸件中心移动。 糊状凝固 铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯穿整个区域。 中间凝固 大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固。 一般认为：铸模的冷却能力越大，越有利于在结晶过程中保持较大的温度梯度，从而利于柱状晶区的发展。 柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是在两种位向交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂。 因此，钢铁或镍合金（塑形较差）应避免柱状晶的出现；而有色金属，有时要求获得柱状晶。 思 考：若要避免柱状晶的出现，应采用哪种凝固方式，并如何实现？ 讨 论： 二 铸锭的收缩： 定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过 程中，其体积或尺寸缩减的现象。 分类：分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 铸锭温度降低 浇注温度 室温 凝固终止温度 开始凝固温度 液态收缩 凝固收缩 固态收缩 体积收缩 线收缩 收缩率： 体积收缩是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。 线收缩是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。 体积收缩率： 线收缩率： 其中 V0，L0表示铸件在高温T0时的体积和一维方向的长度； V1，L1表示铸件在高温T1时的体积和一维方向的长度。 缩孔： 三 铸锭缺陷 定义：缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。 产生原因：先凝固区域堵住液体流动的通道，后凝固区域收缩所缩减的容积得不到补充。 疏松： 定义：疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸锭的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。 产生原因： 当合金的结晶温度范围很宽或铸锭断面温度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存 的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。 另外，疏松还可能由凝固时被截留在铸锭内的气体无法排除所致。不过，疏松内表面应该是光滑，近似球状。 防止措施：采取顺序凝固的办法避免缩孔、疏松的出现。