铸件及铸锭样品铸造合金晶粒计量图像显微镜
铸造合金晶粒组织的控制
所有铸件及铸锭都要求具有等轴细晶粒组织。这类组
织是各向同性的,其性能也甚为优异。要求得到这种组织,就要
抑制柱状晶的长大,这可用创造条件促使形成等轴晶晶核来达
到。其必不可少的先决条件,是形成晶体的网络,以对柱状晶的
进一步长大起有效的阻碍作用。可采用的主要手段有二:
(a)控制铸造条件或使用孕育剂,以控制成核,
(b)使用物理方法,如搅拌、超声振动,以导致动态晶粒
细化。
熔焊焊缝的宏观组织
熔焊焊缝凝固的机理,与普通铸件基本相同。其主要区别在
于
(i)凝固速度高,
(ii)液体中的温度梯度很陡,焊接熔池中心区的温度较熔
点要高得多。
在熔化焊缝的宏观组织中,没有相当于激冷区的组织,因为,
在熔融区边界处,部分熔化了的晶粒起着基底作用,故一开始便
长出柱状晶。热源一旦移开,这种长大就马上开始,并不需要形
成晶核。晶体呈柱状长大,通常并一直延长至中心线。
从胞状长大到胞状一树枝状长大,各种常见的长大组织,均可以观
察到。这些,多少都是比较自由的树枝状长大。虽然,在焊
接熔池中搅动现象大量存在,即存在着有利于动态晶粒细化的
条件,但通常观察不到等轴晶区。如前所述,要形成等轴晶区,
枝晶的碎片(由破碎或重熔而形成)必须不熔化,而残存于界面
以外的液体中。焊接熔池中心区的高温,使得碎晶难以残存下
来。
铸锭底部形成高纯度材料区的原因,有人归因于初生枝晶的
比重偏析,这种初生枝晶是借柱状晶区枝晶的重熔,或在夹杂物
上成核而形成的,也有人归因于液体的强制对流。一些
模拟试验的研究结果,支持比重偏析机理
正偏析区有两种特有的形式。外面的带状偏析,称为A一型
偏析。这种偏析呈吊索状,排列在以铸锭底面为锥底的一些圆锥
体的表面上。它们主要出现在靠近柱状晶区端面并与之大致相平
行的一个区域内。铸锭内部,出现V一型偏析带。其偏析物相当均
匀地分布在锥顶朝下的一些圆锥体的表面上。这种偏析多发生于
铸锭中心的等轴晶区内。