2.6 金属铸锭的宏观组织与缺陷

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金属铸锭的宏观组织与缺陷

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金属铸锭的宏观组织与缺陷铸锭22.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷铸锭的晶粒组织① 表层细晶区② 柱状晶区③ 中心等轴晶区32.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷4表层细晶区成因

铸模温度较低，靠近模壁的薄层液体产生极大的过冷度

模壁可作为非均匀形核的基底。特点

晶粒极细，取向随机致密，一般都很薄，实际意义不大。影响因素

铸模的浇注时表面温度、热传导性能、浇注温度

模壁非均匀形核能力。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷5柱状晶区成因

激冷细晶层前沿液体温度高过冷度变小，不足于独立形核，结晶主要靠晶体生长来维持。

垂直模壁方向散热最快，表层细晶区中一次晶轴取向平行于散热方向的晶粒生长最快，迅速地长入晶体，其它取向的晶粒受邻近晶粒的限制，不能发展。

优先生长的晶粒并排向液体中生长，其侧面彼此限制不能发展，从而形成柱状晶区。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷6柱状晶区特点

垂直于模壁方向定向生长，晶粒粗大。

柱晶生长方向为一次晶轴方向，立方晶系为<100>。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷7柱状晶区影响因素

铸型和结晶体的导热性能。导热能力越好，形成越有利。

浇注温度与浇注速度。浇注温度越高，浇注速度越快，温度梯度越大，柱状晶形成越有利。浇注温度高于一定值是可以得到完全的柱状晶。

熔化温度。熔化温度越高，熔体过热度越大，非金属夹杂物溶解越多，非均匀形核核心越少，减少了柱晶前沿形核的可能性，有利于柱状晶的发展。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷8柱状晶区组织性能

柱晶区取向一致，性能呈各向异性。又称结晶织构或铸造织构。

柱晶之间界面比较平直，结合力不强；特别是互相垂直的柱晶交界面，更为脆弱。这些面成为弱面，轧制时容易开裂。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷9中心等轴晶区成因

凝固进行到后期，模壁散热和液体的对流，中心液体的温度达到均匀，降到熔点以下，也可以形核生长。这些晶核在液体中自由生长，各方向的成长速度差不多，故成长为等柱晶，当它们成长到柱状晶相遇，凝固全部结束，因而形成等柱晶带。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷70中心等轴晶区来源

模壁处细晶等柱晶区附近液体温度低密度大而下沉，中心处液体温度高密度小而上升，造成强烈对流，可能使部分晶粒受冲击分离并被带到中心成为晶核。

柱晶生长时形成的侧旁枝晶，因杂质的偏聚和限制可能熔断被对流液体带到中心成为晶核。

铸锭上表层散热快，先降至熔点以下，也可形核生长，由于固相比重大，漂浮在上部的晶核可能沉降成为中部等柱晶核。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷11中心等轴晶区组织性能

取向无规，无明显弱面，强度高，不易开裂。

对于铸锭一般都要求获得细等柱晶组织。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷12铸锭中的组织缺陷

缩孔：材料凝固后体积收缩后留下的空腔称为缩孔，缩孔是不可避免的，可通过加液体补缩减小缩孔，让缩孔在不使用部位，如铸锭或铸件的冒口，凝 固后切去来保证使用部位无缩孔。

疏松：实际为微小分散的收缩孔，树枝间或晶粒间收缩孔被凝固封闭而得不到液体补充而留下的缺陷。中部比边缘多，大铸件比小铸件严重。对型材的轧制可减小或消除其不利的影响。2.6

金属铸锭的宏观组织与缺陷13铸锭中的组织缺陷

气孔：气体在凝固体内形成的缺陷。气体的来源有析出型(气体在液、固中的溶解度不同)和反应型(凝固过程中发生的化学