熔融態金屬特征-金屬晶粒鑄造結構金相顯微鏡
大多數常用的鑄造工藝及其某些特性。顯然,選擇特定的鑄造工藝
時并不存在一種準確無誤的方法,但是,建議設計人員考慮上面討
論過的各種因素(公差、表面粗糙度、尺寸等等)和問問自己在這些
方面各有什么要求。對于這些問題的答案,應當指出制造一個零件
的合理的鑄造工藝。
鑄造設計
所有金屬形式都起始于鑄件。鍛鋼是由鑄錠制成的。對大多數
其他鍛造金屬而言都是如此。凝固過程中在鑄摸內發生的事情可以
對性能產生影響。住制取鍛造金屬型材的機械和熱加工階段消除了
鑄造過程的影響,但在鑄件型材的應用中,鑄造過程的影響仍然需
要認真對待。
凝固機理
熔融態金屬的特征是金屬原子處于隨機運動或無規則的狀態。
在固態時,金屬原于通常是有序排列,它們具有晶體結構。在高倍
顯微鏡下,我們可以發現金屬是由晶粒組成的,每個晶粒中的原子
都有相同的結晶取向。我們已經知道冷作硬化怎樣使這些晶粒變形
從而強化金屬,現在讓我們回答這些晶粒是怎樣形成的問題。晶粒
是在凝固過程中通過原子本身以各種方式依附于晶核而形成的,然
后通常以稱為樹枝晶的樹枝狀形式長大,等到完全凝固時樹枝晶就
變成了晶粒。至于樹枝晶為什么是晶體長大的自然方式還沒有真正
弄明白,但是它們長大的實際情況卻不需要什么記錄證實,看到過
冬天結在窗子上霜的人都可以看到樹枝晶枝狀晶體的長大。當鑄件
凝固時會發生三個現象:(1)形成晶粒,(2·)在深冷期間的熔液的
化學變化,(3)發生收縮。樹枝晶和晶粒的形成是很重要的,因為
它們會影響材料的性能,樹枝晶可能首先形成于模具的冷表面,它
們可能從雜質處開始長大,或它們可能隨機形核。如果樹枝晶在模
具壁上長大,就會獲得柱狀鑄造結構。如果鑄件凝固得很慢,就會
形成粗晶粒。通常不希望出現粗晶粒和柱狀晶粒,因為它們使得機
械性能具有方向性,有時卻需要定向結構,