液體金屬的結構,晶核的形成與長大,晶粒的大小、方向和形態等,與鑄件的凝固組織密切相關,它們對鑄件的物理性能和力學性能有著重大的影響。
液體金屬的凝固組織如圖9-14所示。當液態的高溫合金注入型模內,與冷的型模接觸的金屬液被激冷,大的過冷度使形核率很高,形成細小致密的細晶層,以后金屬液的冷卻速度降低,沿著傳熱方向生長出柱狀晶。最后中心的金屬液冷卻速度更低,形成
粗大等軸晶。這部分最后凝固的金屬,濃縮了一部分偏析元素,力學性能最差。由于結晶的金屬收縮,需要液態金屬補充,低溫的金屬流動性很差,不能充分補充,造成最后凝固的部位形成空洞,數目很多的分散在枝晶間的小孔稱為疏松,集中的較大的孔稱為縮孔。鑄件越厚,疏松、縮孔越多越大。高溫合金鑄造流動性很差,鑄件當中的疏松、縮孔是無法完全避免的。
模具鑄件設計時,盡量減少鑄件表面的細小致密的細晶層被加工掉是保證模具質量的重要措施。鑄件表面大量加工掉的模具的壽命將大大降低。
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