上海交通大学：《材料综合实验》课程教学课件（PPT讲稿）金属显微组织观察和分析

金属显微组织观察和分析 材料楼电教室

金属显微组织观察和分析

主要内容： 1.浇注和凝固条件对铝锭组织影响 2.固体金属中的扩散 3.二元合金显微组织分析

1.浇注和凝固条件对铝锭组织影响 2.固体金属中的扩散 3.二元合金显微组织分析

1.浇注和凝固条件对铝锭组织影响

1.浇注和凝固条件对铝锭组织影响

材料名称：工业纯铝99.7%Al 处理过程：5mm金属模（室温）700℃浇注随模冷却

各部分形成过程： ● 表层细晶区：由于强烈过冷和型壁处的非均 匀形核而形成的细小的方向杂乱的等轴晶粒； 很薄，已被机械加工去掉。 柱状晶区：由于过冷度变小，出现一次轴垂 直于型壁（散热最快的方向）的晶体优先生 长，从而形成铸造织构或结晶织构 中心等轴晶区：形成机制有不同观点，大致 可认为由于溶液对流将表层细晶带入中心区 域而成为等轴晶的晶核等 铸锭中上部最后凝固，形成粗大等轴晶。 缩孔：由于金属在凝固时发生体积收缩，使 铸锭内形成收缩孔洞。缩孔可分为集中缩孔 和分散缩孔两类，分散缩孔又称为疏松

各部分形成过程： l 表层细晶区：由于强烈过冷和型壁处的非均 匀形核而形成的细小的方向杂乱的等轴晶粒； 很薄，已被机械加工去掉。 l 柱状晶区：由于过冷度变小，出现一次轴垂 直于型壁（散热最快的方向）的晶体优先生 长，从而形成铸造织构或结晶织构。 l 中心等轴晶区：形成机制有不同观点，大致 可认为由于溶液对流将表层细晶带入中心区 域而成为等轴晶的晶核等。 l 铸锭中上部最后凝固，形成粗大等轴晶。 l 缩孔：由于金属在凝固时发生体积收缩，使 铸锭内形成收缩孔洞。缩孔可分为集中缩孔 和分散缩孔两类，分散缩孔又称为疏松

影响因素 定向散热：定向散热越快， 越有利于柱状晶 的形成 有效形核剂：加入有效形核剂有利于中心等 轴晶的形成，且使晶粒细化 搅动：搅动有利于中心等轴晶的形成，且使 晶粒细化。 浇注温度：浇注温度越高，由于溶液对流而 进入中心区域的晶核被熔化，因而中心等轴 晶不容易形成，相应地，柱状晶发达

l 定向散热：定向散热越快，越有利于柱状晶 的形成。 l 有效形核剂：加入有效形核剂有利于中心等 轴晶的形成，且使晶粒细化。 l 搅动：搅动有利于中心等轴晶的形成，且使 晶粒细化。 l 浇注温度：浇注温度越高，由于溶液对流而 进入中心区域的晶核被熔化，因而中心等轴 晶不容易形成，相应地，柱状晶发达

处理过程：15mm金属模（室温）700℃浇注随模冷却 注：模厚增加，定向散热加快，柱状晶较发达

处理过程：15mm金属模（室温）900℃浇注随模冷却 注：浇注温度升高，等轴晶形成困难，柱状晶发达

处理过程：15mm金属模（室温）700℃浇注后搅拌 注：搅拌使定向散热减弱，并增加非均匀形核的程度，有 利于中心等轴晶的形成，并细化晶粒

处理过程：15mm金属模（室温）加AO3700℃浇注随模冷却 注：加入有效形核剂，非均匀形核增加，有利于中心等轴： 的形成，并使晶粒细化