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方法:
(1)在液態金屬結晶時,提高冷卻速度,增大過冷度,來促進自發形核。晶核數量愈多,則晶粒愈細。
(2)在金屬結晶時,有目的地在液態金屬中加入某些雜質,做為外來晶核,進行非自發形核,以達到細化晶粒的目的,此方法稱為變質處理。這種方法在工業生產中得到了廣泛的應用。如鑄鐵中加入硅、鈣等。
(3)在結晶過程中,采用機械振動、超聲波振動、電磁攪拌等,也可使晶粒細化。
因為一般地說,在室溫下,細晶粒金屬具有較高的強度和韌性,所以需要細化晶粒。
擴展資料:
理想的鑄錠組織是鑄錠整個截面上具有均勻、細小的等軸晶,這是因為等軸晶各向異性小,加工時變形均勻、性能優異、塑性好,利于鑄造及隨后的塑性加工。要得到這種組織,通常需要對熔體進行細化處理。
都與過冷度有關,過冷度增加,形核率與長大速度都增加,但兩者的增加速度不同,形核率的增長率大于長大速度的增長率。在一般金屬結晶時的過冷范圍內,過冷度越大,晶粒越細小。
鋁及鋁合金鑄錠生產中增加過冷度的方法主要有降低鑄造速度、提高液態金屬的冷卻速度、降低澆注溫度等。
但是,如果沒有較多的游離晶粒的存在,增加激冷作用反而不利于細晶粒區的形成和擴大。
動態晶粒細化就是對凝固的金屬進行振動和攪動,一方面依靠從外面輸入能量促使晶核提前形成,另一方面使成長中的枝晶破碎,增加晶核數目。當前已采取的方法有機械攪拌、電磁攪拌、音頻振動及超聲波振動等。
利用機械或電磁感應法攪動液穴中熔體,增加了熔體與冷凝殼的熱交換,液穴中熔體溫度降低,過冷帶增大,破碎了結晶前沿的骨架,出現了大量可作為結晶核的枝晶碎塊,從而使晶粒細化。
1.晶界上有界面能的作用,因此晶粒形成一個在幾何學上與肥皂泡相似的三維陣列。
2.晶粒邊界如果都具有基本上相同的表面張力,晶粒呈正六邊形。
3.在晶界上的第二類夾雜物(雜質或氣泡),如果它們在燒結溫度下不與主晶相形成液相,則將阻礙晶界移動。
在燒結體內晶界移動有以下七種方式: 氣孔靠晶格擴散移動; 氣孔靠表面擴散移動; 氣孔靠氣相傳遞; 氣孔靠晶格擴散聚合; 氣孔靠晶界擴散聚合; 單相晶界本征遷移; 存在雜質牽制晶界移動。
參考資料:百度百科——晶粒細化
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