液态金属成型原理第9章

1、第9章凝固过程中的成分偏析、第9章凝固过程中的成分偏析、1 .什么是偏析？ 2 .为什么会发生偏析？ 3 .偏析的形式是什么？ 4 .偏析有什么利害？ 5 .偏析是怎样形成的？ 6 .预防或减轻偏析是怎么破吗？ 9.1引言，一、偏析：合金在凝固过程中产生的化学成分的不均一性二、偏析产生原因：溶质再分配结晶在生长过程中，由于结晶速度比溶质的扩散速度大，所以最初析出的固相和液相的浓度不同，先析出的结晶和后析出的结晶的化学成分也不同， 进而在相同晶粒内先结晶化的部分和后结晶化的三、偏析分类1 .根据偏析部位，显微偏析：晶粒尺寸小的范围的偏析晶内偏析、晶界偏析、胞状偏析等宏命令偏析：铸块内、外部的大范

2、围的成分不均匀正常偏析、反(反)偏析、比重偏析、v型偏析、a型偏析等9.1序偏析危害1 .微偏析：晶粒范围内的物理、化学性能产生差异，影响铸造件的机械性能，或使铸造件难以加工晶界偏析：低熔点共晶容易集中于晶界偏聚，增加热裂纹倾向，降低塑性，危害更大(例如铸造高速钢、工具钢中寿命和工作效果1 ) 铅青铜：容易产生密度偏析，金属铅分布不均，耐磨耗性变差(2)锡青铜：反偏析铸造件表面锡含量高，切削加工困难(3)钢锭：一旦产生正偏析，则在中心和上部c、s、p高，特别是s、p的偏析显着的p偏析：使铸钢件具有冷脆性，促进钢的回火脆化。 9.1引言(4)影响金属材料的耐腐蚀性，与腐蚀介质接触的偏析部位更容易

3、腐蚀，长时间后可能引起产品表面的破坏或破裂。 五、偏析的应用：净化或纯化金属控制金属凝固过程，使有害杂质偏析到指定部位，去除，提高金属纯度和质量。9.1引言、9.2显微偏析、9.2.1晶内偏析(枝状晶偏析)1.晶内偏析的形成：晶内先结晶部分和后结晶部分成分不同的是不平衡结晶过程中的溶质再分配tt1:tt2:tt:tt4:虚线：快速固态溶液不平衡结晶图像、固态溶液合金结晶有方向性， 如果在通常以树枝状共晶的形式生长的前结晶枝和后结晶枝的一次分支和二次分支的枝晶偏析分支间以枝状晶方式生长，则结晶化为晶粒整体的90%以上的熔体填充分支间的各组要素的中心和边缘间的浓度分布可以近似用查理方程式记述： C

4、s*=K0C01-fs/(1 K0 ) 1-K0固相有扩散=Ds2t/Ds:溶质扩散系数t:局部凝固时间：枝状晶间距、9.2 9-3 )晶内偏析的量化指标：偏析比q(wmax/wmin )偏析率【(c-c0 )/c0 】 2 .影响晶内偏析的因素：由上式可知，影响晶内偏析9.2微偏析，在其他条件相同的情况下，在通常的蒸发制冷条件下，蒸发制冷速度越大溶质的扩散越不一盏茶，当晶内偏析变得严重的蒸发制冷速度超过某个阈值时，随着蒸发制冷速度的提高，成核率急剧上升，成核数大幅增加，晶粒微细化的同时， 从枝状晶开始成核到结晶停止的时间大幅缩短，相反晶内偏析变弱，有进一步消除的倾向，蒸发制冷速度对晶内偏析有

5、害，严重的晶内偏析导致结晶内部合金成分不均匀的晶内偏析是不平衡结晶的结果，是热力学不稳定。 采取一定的工艺措施使溶质扩散到一盏茶中，就可以消除晶内偏析。 生产上采用扩散退火或均匀化退火消除晶内偏析，即把铸造件加热到低于固相管线100200的温度，长时间保温，达到均匀化的目的。 3 .去除方法，9.2.2晶界偏析1 .平行生长时的晶界偏析：晶界与晶体生长方式平行，根据表面张力平衡条件的要求，在晶界与液面的接触处出现沟槽，在此不利于溶质扩散，溶质容易丰富，产生偏析。 图2 .相对生长时的晶界偏析：两个晶粒相对生长，相互相遇形成晶界，两个晶粒结晶化时，排出的溶质在晶界富集。 参照附图，9.2微观偏析

6、、图9-3的晶界偏析形成模式图、晶粒I、晶粒II、晶界、生长方向、图9-3的晶界偏析形成模式图、晶粒I、晶粒II、晶界、生长方向、 在图9-3中的晶界偏析形成示意图。 晶界、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向。 在图9-3中，晶界偏析形成模式图是晶界偏析形成模式图，晶粒I、晶界偏聚、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向、生长方向您可以在图9-3中看到晶界偏析形成模式图，其中，晶界偏析形成模式图包括：晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶

7、界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图。 您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择、可以选择。 您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、

8、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图。 晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图、晶界偏析形成模式图。 应当防止、晶粒II、图9-3的晶界偏析形成模式图，晶界偏析的危害比晶内偏析高，容易引起热裂纹的发生，使合金塑性降低。 生产中消除晶界偏析的方法采用与晶内偏析同样的措施，即均匀化退火方法。但是，氧化物和硫化物引起的晶界偏析，即使采用均匀化退火的工艺也不能消除，必须减少合金中的氧、硫元素体的含量，防止该偏析的发生。 3、消除晶界偏析、产生宏命令偏析：溶质再分配液相的流动固相的沉积液相及固相的收缩密

9、度差瓦斯气体的形成、铸造件凝固模式、或您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者

10、、或者、或者、或者、或者、或者您可以选择、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者、或者在铸造件凝固的模式、的情况下，如果先凝固的外层比后凝固的内层溶质含量低，则先凝固的外层比后凝固的内层溶质含量高。 溶质元素体含量越多，偏析越严重，柱状晶生长的正常偏析比枝状晶状更严重。 (如果成长为枝状晶状或晶粒脱落，则能够使该偏析分散)、9.3.1正常偏析、图9-4单向式凝固时的铸棒内溶质的分布、实际铸造件截面宏命令偏析、铸造件实际凝固时的合金种类的不同、蒸发制冷条件的不同而产生等轴晶，不能在结晶游离的宏观范围内选择结晶， 由于中心部分的蒸发制冷慢，基本上在云同步凝固，生成的等轴晶向外生长，所以溶质浓度高的液体在柱状晶和粗大等轴晶之间的区域3内摇滾乐，正常偏析模式、正常偏析模式、正常偏析模式、正常偏析模式、正常偏析模式、正常偏析模式、正常偏析模式、正常偏析模式、 /正常偏析模式，可以是、正常偏析模式，可以是、 様式，様式，様式，様式，様式，様式，、 产生原因：凝固区域宽、枝状晶粗大凝固收缩率大、液粒间流动的通路含有瓦斯气体量高的压力下，将内部溶质浓度高的液体挤压到外层，提高铸造件表层中