鑄件凝固過程中,其斷面上一般存三個區(qū)域,即固態(tài)區(qū)、凝固區(qū)、液態(tài)區(qū)。
凝固區(qū)就是在位于液態(tài)區(qū)和固態(tài)區(qū)之間的“固態(tài)和液態(tài)共存”的區(qū)域。其寬度稱為凝固區(qū)寬度。凝固區(qū)寬度對鑄件質(zhì)量有很大影響,鑄件的凝固方式正是根據(jù)鑄件斷面上所呈現(xiàn)的凝固區(qū)寬度大小,而區(qū)分為逐層凝固、糊狀凝固、和中間凝固。
下面我們來看看逐層凝固、糊狀凝固等凝固方式的特征。
逐層凝固:凝固區(qū)寬度很窄時,屬于逐層凝固方式。其凝固前沿直接與液態(tài)金屬接觸。屬于窄凝固區(qū)的金屬有純金屬(工業(yè)用銅、工業(yè)用鋅、工業(yè)用錫),共晶合金(鋁硅合金、近共晶合金如灰鑄鐵),窄結(jié)晶范圍的合金(如低碳鋼、鋁青銅、結(jié)晶范圍小的黃銅)。上面這些金屬案例都屬于逐層凝固方式。
當液態(tài)凝固成為固態(tài)而發(fā)生體積收縮時,可以不斷得到液態(tài)的補充,產(chǎn)生分散縮松的傾向小,而是在鑄件最后凝固的部位留下集中縮孔。集中縮孔容易消除,因而補縮性良好。由于收縮受阻產(chǎn)生的晶間裂紋,容易得到金屬液的填充,使裂紋愈合,故鑄件的熱裂傾向性小。在充型過程中發(fā)生凝固時也具有較好的充型能力。
什么是糊狀凝固:凝固區(qū)很寬時,屬于糊狀凝固方式。屬于寬凝固區(qū)的金屬有鋁合金、鎂合金(鋁銅合金、鋁鎂合金、鎂合金),銅合金(錫青銅、鋁青銅、結(jié)晶溫度范圍大的黃銅),鐵碳合金(高碳鋼、球墨鑄鐵)。
凝固區(qū)越寬的金屬,鑄造時金屬液中的氣泡、夾雜物越不易上浮去除,補縮也困難。鑄件產(chǎn)生熱裂傾向性很大。當晶間出現(xiàn)裂紋時,也得不到液態(tài)金屬的充填使之愈合。這類合金在充填過程中發(fā)生凝固時,其充填能力也差。
什么是中間凝固:介于窄凝固 區(qū)和寬凝固區(qū)的凝固稱為中間凝固區(qū)。屬于中間凝固區(qū)的合金有碳鋼、高錳鋼、一部分特種黃銅和白口鑄鐵等。其補縮特征、熱裂傾向和充型能力介于逐層凝固和糊狀凝固方式之間。這類鑄件凝固 的控制,主要是調(diào)整工藝參數(shù),在鑄件截面上建立有利的溫度梯度,縮小鑄件截面上凝固 區(qū)域,使凝固方式 由糊狀凝固轉(zhuǎn)變?yōu)橹饘幽?,以獲得合格的鑄件。
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