材料及成型技术 铸造基础知识

2.2.3 金属的凝固1．金属的凝固方式液态合金的结晶与凝固，是铸件形成过程的关键问题，其在很大程度上决定了铸件的铸态组织及某些铸造缺陷的形成，冷却凝固对铸件质量，特别是铸件力学性能，起决定性的作用。一般将铸件的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固（或称糊状凝固）方式和中间凝固方式。铸件的“凝固方式”是依据凝固区的宽窄来划分的。上海市精品课程上海大学鞠鲁粤TE-P13第12页Wenyun Ju1）逐层凝固方式动画为恒温下结晶的纯金属或共晶成分合金某瞬间的凝固情况，tc是结晶温度，T1和T2是铸件断面上两个不同时刻的温度场。从动画中可以看到，恒温下结晶的金属，在凝固过程中其铸件断面上的凝固区域宽度等于零，断面上的固相和液相由一条界线（凝固前沿）清楚地分开。随温度的下降，固体层不断加厚，逐步达到铸件中心，这种情况称为“逐层凝固”。上海市精品课程上海大学鞠鲁粤TE-P14第13页Wenyun Ju2）体积凝固方式如果合金的结晶温度范围很宽（动画左图），或因铸件断面温度场较平坦（动画右图），铸件凝固的某一段时间内，其凝固区域很宽，甚至贯穿整个铸件断面，而表面温度尚高于ts，这种情况称为“体积凝固方式”，或称“糊状凝固方式”。上海市精品课程上海大学鞠鲁粤TE-P15第14页Wenyun Ju3）中间凝固方式如果合金的结晶温度范围较窄（左图），或因铸件断面的温度梯度较大（右图），铸件断面上的凝固区域宽度介于前二者之间时，则属于“中间凝固方式”。上海市精品课程上海大学鞠鲁粤TE-P16第15页Wenyun Ju