金属凝固原理第5章课件

图图 53 型壁晶粒脱落；型壁晶粒脱落；图图 54 枝晶分枝枝晶分枝“缩颈缩颈”的形成；的形成；图图 55 从铸型游离的晶粒的增殖作用从铸型游离的晶粒的增殖作用“缩颈缩颈”形成过程分析形成过程分析（1）（开始）稳定凝固层的产生）（开始）稳定凝固层的产生（结束）内部等（结束）内部等轴晶区的形成；轴晶区的形成；（2）形成过程）形成过程 稳定凝固层形成后稳定凝固层形成后垂直于型壁的单向热流作垂直于型壁的单向热流作用下用下以树枝状单向延伸生长、各枝晶主杆方向互以树枝状单向延伸生长、各枝晶主杆方向互不相同不相同晶体的择优生长（主杆与热流方向平行的晶体的择优生长（主杆与热流方向平行的枝晶生长更为迅速、优先生长、并抑制相邻枝晶（取枝晶生长更为迅速、优先生长、并抑制相邻枝晶（取向不利）的生长）向不利）的生长）柱状晶的方向越集中、晶粒的柱状晶的方向越集中、晶粒的平均尺寸就越大。平均尺寸就越大。图图 5-8 柱状晶的择优生长柱状晶的择优生长（1）本质：熔体）本质：熔体内部内部晶核晶核自由生长自由生长的结果。的结果。（2）等轴晶晶核的来源）等轴晶晶核的来源 1）过冷熔体直接生核理论）过冷熔体直接生核理论;2）界面前方晶粒游离理论）界面前方晶粒游离理论:杰克逊：生长着的柱状晶在凝固界面前方的熔断、游离、杰克逊：生长着的柱状晶在凝固界面前方的熔断、游离、增殖导致内部等轴晶晶核的形成；增殖导致内部等轴晶晶核的形成；索辛：液面晶粒下雨似的沉积在柱状晶前方的液体中索辛：液面晶粒下雨似的沉积在柱状晶前方的液体中铸锭凝固时内部等轴晶晶核的主要来源；铸锭凝固时内部等轴晶晶核的主要来源；3）激冷晶游离理论：）激冷晶游离理论：浇注期间和凝固初期的激冷晶游离。浇注期间和凝固初期的激冷晶游离。（3）等轴晶区的形成过程）等轴晶区的形成过程 1）索辛：界面前方存在等轴晶的晶核；晶核长大）索辛：界面前方存在等轴晶的晶核；晶核长大形成网络以阻止柱状晶区的生长。形成网络以阻止柱状晶区的生长。2）弗兰爵克逊：一部分游离晶的沉淀；一部分游）弗兰爵克逊：一部分游离晶的沉淀；一部分游离晶被侧面生长着的柱状前沿俘获。离晶被侧面生长着的柱状前沿俘获。3）我国学者：（界面生长速度）我国学者：（界面生长速度R游离晶垂直于游离晶垂直于界面的运动速率界面的运动速率V）V临，则可形成内部等轴晶临，则可形成内部等轴晶区。区。