金屬半固態鑄軋固相顆粒直徑計量圖像顯微鏡
在同一攪拌速度下，不同的鑄軋溫度對鎂合金半固態鑄軋組
織也有顯著的影響。由圖所示的顯微組織觀察得到，鑄軋溫度越
高，半固態鑄軋組織中先結晶的固相顆粒體積分數越低。這是因
為根據金屬凝固理論中熔液凝固中形成穩定球形晶核的臨界形核
功與熔液過冷度的平方成反比。熔液過冷度越小，穩定形核的臨
界功就越大，形核的臨界半徑也越大，形核就越困難，形核率就
越小，反之，過冷度越大，形核越容易，形核率越大。因此鑄軋
溫度越高，此時熔體的過冷度越小，形核率越小，所以固相體積
分數越低，相應地鑄軋試驗得到半固態板帶的微觀組織中初生相
體積分數也越低。
大量的研究結果表明：經過劇烈攪拌后的半固態金屬漿
液的組織與未攪拌的半固態漿液的組織之間有明顯的差別。
前者的組織特點是：凝固的非枝晶初生晶粒均勻地懸浮在母
液中，這些非枝晶初生晶粒大多呈球狀、橢球狀或花瓣狀，
大部分非枝晶初生晶粒之間并無搭接。而后者的組織特點是：
凝固的初生晶粒呈枝晶狀，也均勻地懸浮在母液中，且互相
搭接，形成骨架狀結構。
粉末成核細化機理。粉末成核細化機理指在過熱的
合金熔體中加人大量的同種合金粉末或潤濕性好的異種合金
粉末，在保護氣氛下進行強烈均勻攪拌，獲得微晶組織。粉
末所起的作用包括：增加形核質點、隔斷網狀組織、抑制晶
粒長大和粗大平衡相的析出、吸收熱量和快速冷凝。這項技
術由陳振華教授考慮半固態工藝均存在固相和液相混合的基
本特點，引發思路，發明了一種新的金屬材料制備新工
藝——固液混合鑄造工藝，并申報了發明專利。陳振華教授
認為該工藝細化晶粒的可能原因有：1)粉末溶解產生的形
核核心增殖作用；2)加人大量的粉末快速凝固作用；3)半
固態攪拌對枝晶的破碎作用。
但是顯微組織觀察發現有一個奇異的現象，即在較高的
鑄軋溫度下得到的半固態鑄軋組織中，固相顆粒比低的鑄軋
溫度下大。我們認為這是由于在鑄軋試驗時，受鑄軋輥的冷
卻能力所限，半固態金屬的冷卻速度不夠大，造成固相顆粒
在鑄軋的同時長大造成的。通過改善鑄軋輥的冷卻能力，這
一現象有望消除。
