特点是各向异性,对于诸如磁性材料、发动机和螺旋浆叶片等这些强调单方向性能的情况,采用定向凝固获得全部柱状晶的零件反而更具优点。如何在技术上有效地控制铸件的宏观组织十分重要。因此有必要学习各晶区组织的形成机理。返回(二)表面激冷区及柱状晶区的形成表面激冷区的形成柱状晶区的形成表面激冷区的形成传统理论:型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用,产生很大的过冷度而大量非均质生核,各种形式的游离晶粒也是形成表面细等轴晶的“晶核”来源。这些晶核在过冷熔体中采取枝晶方式生长,由于其结晶潜热既可从型壁导出,也可向过冷熔体中散失,从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。浇注时液流的冲刷和浇注结束液体内外温度场引起的对流,引起晶体脱落和增殖溶质再分配引起的颈缩一旦型壁附近的晶粒互相连结而构成稳定的凝固壳层,凝固将转为柱状晶区由外向内的生长,表面激冷细晶粒区将不再发展。因此稳定的凝固壳层形成得越早,表面细晶粒区向柱状晶区转变得也就越快,表面激冷区也就越窄。铸型冷却能力的双重性!无对流时,即使冷却速度很大也不出现表面细晶层。大野笃美Al-0.1%Ti750℃浇注到用冰水激冷的薄壁不锈钢杯中,铸锭外部为柱状晶。柱状晶区的形成稳定的凝固壳层一旦形成,柱状晶就直接由表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底向内生长,发展成由外向内生长的柱状晶区。枝晶主干取向与热流方向平行的枝晶生长迅速,并且抑制取向不利的晶体生长,这个互相竞争淘汰的晶体长大过程称为“晶体的择优生长”。柱状晶区开始于稳定凝固壳层的产生,而结束于内部等轴晶区的形成。因此柱状晶区的存在与否及宽窄程度取决于上述两个因素综合作用的结果。如果在凝固初期就使得内部产生等轴晶的晶核,将会有效地抑制柱状晶的形成。柱状晶生长过程的动态演示如果界面前沿始终不利于等轴晶的形成与生长,柱状晶区就可以一直延伸到铸件的中心,直到与对面型壁生长出的柱状晶相遇为止,从而形成“穿晶组织”
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