熔煉加工不同工藝材料的晶粒尺寸及其分布檢測顯微鏡
用凝固法制取超細晶粒金屬組織
在熔煉凝固過程中,細晶粒金屬可用以下幾種本質上不同的
方法制取:
(1)改變凝固的溫度條件,增加晶粒成核速度,
(2)合金化和孕育處理促進成核,
(3)控制固液相界面的性質和形態,從而改變長大晶核的種類和分布。
如果不考慮材料的種類和產品的形狀尺寸,上述細化晶粒的
方法均還不能認為是實用的。就是說在純金屬中獲得細晶粒比在
合金中要困難得多;另一方面,在復雜的多元合金中幾乎不可能
獲得粗晶組織。就形狀而論,對細化晶粒也有很大的影響。
一方面大鑄錠的凝固速度很慢,增加冷卻速度比較困難,另一方面
熔融金屬急冷時受到薄膜尺寸的限制。較后,因為許多材料性能都
可以追溯到它的原始偏析,所以我們將研究這個由于不同的凝固
材料的某些性能直接由材料的晶粒尺寸及其分布所決定。更
多的性能看來不直接和垠終的多品體狀態有關,而是和晶粒細化
到一定尺寸的過程和所引起的副作用有關。在凝固和鑄造的研究
中,大多在組織結構上更加關注,而對組織和性能的相互關系則
研究較少。
雖然隨后的熱壓力加工會引起新的或完全不同的晶粒分布,
但是原始的或者說準凝固狀態的組織仍具有很大的意義。一首先,
材料的原始狀態會影響其固態的加工性;其次,除非極其小心,
凝固時形成的微觀和宏觀偏析一般是難以消除的。為了謹慎起見,
應用了“準凝固的”這個概念,因為獲得一定品粒尺寸的不同方
法會包含著不同的亞結構,因此強度值就更和亞品粒尺寸或顯微
偏析密切相關了,或歸因于從這些現象引起的派生效應。顯微偏
析看來是決定性能的重要因素,而亞品粒組織是不重要的。強度·
和亞晶粒的關系只在單晶情況下作了研究,此時亞品粒對強度的
微小貢獻則是相當重要的。
由于成分復雜,實際上顯微偏析總是嚴重存在,并且很難用
退火消除,而且實際的偏析程度可能比任何一種用偏析平衡計算
所得的預期偏析要嚴重。凝固時,品界通常較后凝固,它對合金
中的“有害”成分起著一個“總受器”的作用,因此我們認為所
有品界是較嚴重的偏析區。甚至在比較純的材料中,當顯微偏析
不嚴重時,枝品間空隙的成分也容易達到第二相濃度。