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文檔簡介

1、 職業教育材料成型與控制技術專業教學資源庫金屬材料與熱處理課程鑄錠的組織特點和內部缺陷主講教師：張 琳西安航空職業技術學院鑄錠的組織特點和內部缺陷金屬結晶時的條件（如合金的澆注溫度、成分、冷卻速度等）對鑄件的組織及性能有很大的影響。液態金屬在鑄型內凝固時，由于表層到心部的結晶條件（冷卻速度、散熱情況）不同，得到的鑄件的組織由表到里是不均勻的。以形狀最簡單的鑄錠為例，將一個鑄錠沿縱向及橫向剖開并加以浸蝕后，觀察到的組織形貌如圖4-30所示。金屬鑄錠的組織明顯的分為三個區。（1）表層細晶粒區 當金屬液澆入錠模時，由于模壁溫度很低，使表層液態金屬產生強烈的冷卻，過冷度很大，形核率高，因而在鑄錠表層形

2、成細小、致密、均勻的等軸晶粒。（2）柱狀晶粒區 在細晶粒區形成的同時，模壁溫度升高，金屬液冷卻速度變慢，過冷度減小，形核率下降。同時垂直于模壁方向散熱最快，而且在其他方向上晶粒間相互抵觸，長大受限，因此形成柱狀晶粒。（3）中心粗大等軸晶粒區 當結晶進行到鑄錠中心時，剩余的金屬液內部溫差減小，散熱已無明顯的方向性，趨于均勻冷卻狀態。又由于中心處過冷度小，形核率下降，晶核等速長大，所以形成較粗大的等軸晶粒。由于鑄錠三個區域晶粒的形狀和大小不同，所以性能也表現出明顯的不均勻性。表層細晶粒區的晶粒細小，組織致密，力學性能好，但該區很薄，對鑄錠性能影響不大。柱狀晶粒區的組織比中心等軸晶粒區致密，力學性能

3、具有方向性，沿結晶方向力學性能好。但晶粒間常因非金屬夾雜物和低熔點雜質的存在從而形成脆弱面，在經軋制或鍛造時易產生開裂。中心粗大等軸晶粒無脆弱面，但組織疏松，雜質較多，力學性能較低。在鑄錠或鑄件中，除組織不均勻外，還存在與金屬結晶關系非常密切的缺陷，如成分偏析、縮孔、縮松等，這些缺陷也會影響鑄錠或鑄件的質量和性能。其中偏析包括枝晶偏析和宏觀偏析（宏觀范圍內化學成分的不均勻）。縮孔是指形成于鑄件冒口附近的比較大的孔洞，又叫集中縮孔?？s松（即分散縮孔）往往形成于鑄件最后凝固部位（如中心部位），如圖1所示。鑄錠或鑄件結晶過程中造成的內部組織的不均勻，以及偏析、縮孔、縮松等缺陷是導致其力學性能較低的一個重要原因，這也是鑄態組織的鑄錠在制造構件前必須進行鍛造或鑄件一般用于力學性能要求不高的場合的原因。在盡量避免或消除鑄造缺陷的前提下，合理

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