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细化铸造铝合金铸锭的晶粒有几种方法?

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细化铸造铝合金铸锭的晶粒有几种方法?

2023-04-07 04:30:23

细化铸造铝合金铸锭的晶粒有几种方法?(图1)

方法: 

(1)在液态金属结晶时,提高冷却速度,增大过冷度,来促进自发形核。晶核数量愈多,则晶粒愈细。 

(2)在金属结晶时,有目的地在液态金属中加入某些杂质,做为外来晶核,进行非自发形核,以达到细化晶粒的目的,此方法称为变质处理。这种方法在工业生产中得到了广泛的应用。如铸铁中加入硅、钙等。 

(3)在结晶过程中,采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等,也可使晶粒细化。

因为一般地说,在室温下,细晶粒金属具有较高的强度和韧性,所以需要细化晶粒。

扩展资料:

理想的铸锭组织是铸锭整个截面上具有均匀、细小的等轴晶,这是因为等轴晶各向异性小,加工时变形均匀、性能优异、塑性好,利于铸造及随后的塑性加工。要得到这种组织,通常需要对熔体进行细化处理。

都与过冷度有关,过冷度增加,形核率与长大速度都增加,但两者的增加速度不同,形核率的增长率大于长大速度的增长率。在一般金属结晶时的过冷范围内,过冷度越大,晶粒越细小。

铝及铝合金铸锭生产中增加过冷度的方法主要有降低铸造速度、提高液态金属的冷却速度、降低浇注温度等。

但是,如果没有较多的游离晶粒的存在,增加激冷作用反而不利于细晶粒区的形成和扩大。

动态晶粒细化就是对凝固的金属进行振动和搅动,一方面依靠从外面输入能量促使晶核提前形成,另一方面使成长中的枝晶破碎,增加晶核数目。当前已采取的方法有机械搅拌、电磁搅拌、音频振动及超声波振动等。

利用机械或电磁感应法搅动液穴中熔体,增加了熔体与冷凝壳的热交换,液穴中熔体温度降低,过冷带增大,破碎了结晶前沿的骨架,出现了大量可作为结晶核的枝晶碎块,从而使晶粒细化。

1.晶界上有界面能的作用,因此晶粒形成一个在几何学上与肥皂泡相似的三维阵列。

2.晶粒边界如果都具有基本上相同的表面张力,晶粒呈正六边形。

3.在晶界上的第二类夹杂物(杂质或气泡),如果它们在烧结温度下不与主晶相形成液相,则将阻碍晶界移动。

在烧结体内晶界移动有以下七种方式: 气孔靠晶格扩散移动; 气孔靠表面扩散移动; 气孔靠气相传递; 气孔靠晶格扩散聚合; 气孔靠晶界扩散聚合; 单相晶界本征迁移; 存在杂质牵制晶界移动。

参考资料:百度百科——晶粒细化

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