鑄件及鑄錠樣品鑄造合金晶粒計量圖像顯微鏡
鑄造合金晶粒組織的控制
所有鑄件及鑄錠都要求具有等軸細晶粒組織。這類組
織是各向同性的,其性能也甚為優異。要求得到這種組織,就要
抑制柱狀晶的長大,這可用創造條件促使形成等軸晶晶核來達
到。其必不可少的先決條件,是形成晶體的網絡,以對柱狀晶的
進一步長大起有效的阻礙作用?刹捎玫闹饕侄斡卸
(a)控制鑄造條件或使用孕育劑,以控制成核,
(b)使用物理方法,如攪拌、超聲振動,以導致動態晶粒
細化。
熔焊焊縫的宏觀組織
熔焊焊縫凝固的機理,與普通鑄件基本相同。其主要區別在
于
(i)凝固速度高,
(ii)液體中的溫度梯度很陡,焊接熔池中心區的溫度較熔
點要高得多。
在熔化焊縫的宏觀組織中,沒有相當于激冷區的組織,因為,
在熔融區邊界處,部分熔化了的晶粒起著基底作用,故一開始便
長出柱狀晶。熱源一旦移開,這種長大就馬上開始,并不需要形
成晶核。晶體呈柱狀長大,通常并一直延長至中心線。
從胞狀長大到胞狀一樹枝狀長大,各種常見的長大組織,均可以觀
察到。這些,多少都是比較自由的樹枝狀長大。雖然,在焊
接熔池中攪動現象大量存在,即存在著有利于動態晶粒細化的
條件,但通常觀察不到等軸晶區。如前所述,要形成等軸晶區,
枝晶的碎片(由破碎或重熔而形成)必須不熔化,而殘存于界面
以外的液體中。焊接熔池中心區的高溫,使得碎晶難以殘存下
來。
鑄錠底部形成高純度材料區的原因,有人歸因于初生枝晶的
比重偏析,這種初生枝晶是借柱狀晶區枝晶的重熔,或在夾雜物
上成核而形成的,也有人歸因于液體的強制對流。一些
模擬試驗的研究結果,支持比重偏析機理
正偏析區有兩種特有的形式。外面的帶狀偏析,稱為A一型
偏析。這種偏析呈吊索狀,排列在以鑄錠底面為錐底的一些圓錐
體的表面上。它們主要出現在靠近柱狀晶區端面并與之大致相平
行的一個區域內。鑄錠內部,出現V一型偏析帶。其偏析物相當均
勻地分布在錐頂朝下的一些圓錐體的表面上。這種偏析多發生于
鑄錠中心的等軸晶區內。