铸锭和铸件凝固后显微偏析检测用专业型显微镜

铸锭和铸件凝固后显微偏析检测用专业型显微镜

铸锭和铸件内的偏析
  在凝固后的组织中可以划分出两类偏析：宏观偏析，即在和
试样尺寸相当的尺度范围内的成分变化；和微观偏析，这是出现
在二次枝晶轴间距尺度范围内的成分变化。

  已经谈到过，由于形成中心组织和最后凝固液滴中的非平衡
相，沿枝晶截面就存在着成分上的很大差异。从试验中发现：只
要枝晶形态不变，而且固相中的扩散是可以忽略的，那么尽管冷
却速度影响着枝晶问距，它也不会很大地改变溶质浓度分布的幅
度。这一结论可以用到十分宽的实际冷却速度范围。

  有四种重要的因素会在铸锭中造成宏观偏析，这些是(1)凝
固及热收缩；(2)枝晶间液体中的密度差异；(3)固相与液相之间
的密度差异，(4)在液相中由于温度引起的密度差异所造成的对
流。由于这些因素在凝固中引起大范围内的物质流动，于是就造
成了宏观偏析。

总的来说偏析是不希望的，因为它对机械性能有着明显的有
害影响。显微偏析可以借助于随后的均匀化热处理消除，但是在
固体中的扩散太慢了，以至不可能去除宏观偏析，这只能靠很好
地控制凝固过程来防止或减弱它。

连续铸造
  近来使用一些这样的工艺过程；铸造基本上是一个动态的工
艺而不是静态的工艺。在这些情况下，熔融的金属连续地浇注入
一个水冷的铸模(例如铜制的)中，而已凝固的金属则连续地以
板状或棒状的形式拉出来。
可以看到，拉下的速度要使固体一液体界面在形状和位置方
面保持得如图所示那样。理想的情况是液体的流动应当垂直向
下，而如果流动保持这种形式，铸锭断面上的最终成分将是均匀
的。实际上液压效应不允许这种简单类型的流动，流线倾向于呈
扇形向外展开(如箭头所示)，在接近心部产生负偏析，凝固沿着
在熔融液体中由等温线的法线所给出的最大温度梯度进行。焊接
凝固在一些特征上与连续铸造有着共同点，它也是一个动态过程。
焊接和连续铸造中的热流
  正如前面已经讨论过的，涉及熔化区的热分布和过程动力学
的许多因素，在连续铸造和焊接中是很相似的。作为例证我们首
先讨论焊接过程，然后讨论这些结论是怎样能够用于连续铸造
的。与连续铸造相比，焊接凝固的“锭模”有着与熔融液体近乎
同样的成份。

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