航空用铝合金结晶过程观察【精品资料】.doc

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1、航空用铝合金结晶过程观察一、实验目的根据不同凝固条件下的铝铸锭宋观组织，分析凝固条件对铸锭组织的影响。二、实验设备和器材1.箱式电阻炉，芮等；2.不同铸造条件（见表1）的铝铸锭若干套。表1不同铸造条件下纯铝铸锭试样浇铸条件模壁材料模壁厚度（mm）模子温度浇注温度备注1砂10室温680°C2钢10室温680°C3钢10室温680°C加钛变质三、实验说明结晶过程包括晶核的形成和长大两个过程。即首先由液相产生细小的结晶核心（即晶核）以及这些核心的成长，结晶时这两个过稈同时进行O在冷却过程屮：当溶液冷却到结晶温度

2、时，开始出现第一批晶核，随着这批品核的长大,同时在溶液屮又会出笫二批、第三批晶核，并逐渐长大，育到全部溶液结晶终止。通常，晶体的棱角最易散热，成长速度较快，尖部凸起，并发展成树枝状晶体，每一个小晶体是由一个晶核成长起来的，称之为晶粒。由于结晶当屮存在着多批晶核，晶核产生的位置和时间不同，所以各个晶粒的结晶方向是不一致的。对于金属的结晶：当液体金属倒入铸模后，结品首先是从靠近模壁处开始，此处过冷度大，产生核心多，这些核心长大时很快彼此接触，形成细小的等轴晶粒，称为细晶区。在细晶区形成的同时，模壁温度已升高，

3、过冷度减少，与液体接触的某些晶粒要长大,阻碍较少的是向液体内部伸展，而这时散热也有方向性，垂肓模壁的方向散热最快。由于晶粒一致向液体内伸展的结果，就形成了许多与模壁垂育的粗大的柱状晶体，称为柱状晶区。由于模壁温度继续上升，散热速度逐渐降低，柱状晶长大的速度也趋缓。同时，仍然为液体的中心区域温度也渐渐下降，并趋于均匀，整个体积内同时产生许多核心，这些核心向备方向长大，这也限制了柱状晶的扩展，而在铸锭内部形成许多位向不同的粗大的等轴晶粒,称为粗晶区。铸锭的组织便是由以上三个晶区所构成，若改变冷却条件（即改变模

4、舉材料、模壁温度）和浇注温度，这三个区的大小将发生改变。控制铸件的晶粒大小和形状，是提高铸件质景的一个重要措施。细化晶粒的基木途径是形成足够数最的晶核，一方面可以采取加速冷却，增大过冷度的方法，使形核率增多；另一方面采用变质处理，在浇注前加入变质剂，能显著增加形核率，促成铸件晶粒细化。列外，在金属结晶过稈屮，用超声波振荡可使粗晶组织“击碎”，而得到细小的结晶组织。钢锭一般避免得到柱状品，因其犁-性较旁。但某些铸件如涡轮叶片，则采用定向凝同法有意获得同方向平行排列的柱状晶，这种结构沿一定方向能承受较大的负荷

5、。此外，对塑性好的有色金属也希望获得柱状晶。因为这种组织较致密，机械性能较好，压力加T时也不易发生开裂。、实验步骤与内容1.各小组按不同浇注条件制备试样;2.对铸锭宏观组织进行观察和区分，并讨论浇注条件对铸锭组织的影响。五、实验报告要求1.按表1的浇铸条件分别绘出铝铸锭的宋观纽织图，并说明理由；1.简述细化晶粒的途径。精品资料，你值得拥有!