熱處理淬火劑與鑄件結(jié)晶
發(fā)布時(shí)間：2013-1-22 14:40:21
1．鑄件的收縮
鑄造合金從澆注、凝固直至冷卻到室溫的過(guò)程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象，稱(chēng)為收縮。金屬?gòu)臐沧囟壤鋮s到室溫要經(jīng)歷三個(gè)互相聯(lián)系的收縮階段：
?、僖簯B(tài)收縮：從澆注溫度冷卻到凝固開(kāi)始溫度（即液相線溫度）的收縮，即金屬在液態(tài)時(shí)由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。
?、谀淌湛s：從凝固開(kāi)始溫度冷卻到凝固終止溫度（即固相線溫度）的收縮，即熔融金屬在凝固階段的體積收縮。
?、酃虘B(tài)收縮：從凝固終止溫度冷卻到室溫的收縮，即金屬在固態(tài)由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。
常用合金中，鑄鋼收縮率最大，灰鑄鐵最小。熱處理淬火劑主要用于鑄件工件的熱處理淬火處理?；诣T鐵收縮很小是由于其中大部分碳是以石墨狀態(tài)存在的，石墨比容犬，在結(jié)晶過(guò)程中，析出的石墨所產(chǎn)生的體積膨脹，抵消了部分收縮。
收縮是鑄造合金的物理本性，是鑄件中存在很多缺陷，如縮孔、縮松、裂紋、變形、殘余應(yīng)力等產(chǎn)生的基本原因。合金的液態(tài)收縮和凝固收縮表現(xiàn)為合金的體積縮小，是鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷的基本原因；合金的固態(tài)收縮只引起鑄件外部尺寸的變化，是鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、裂紋和變形等缺陷的主要原因。
熱處理淬火劑生產(chǎn)廠家煙臺(tái)恒鑫化工科技有限公司生產(chǎn)的熱處理淬火劑，主要應(yīng)用于各種鑄件和機(jī)械工件的淬火，以便獲得更優(yōu)質(zhì)的性能，保證工件在下一道工序或者是應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮作用。
影響收縮的因素有：化學(xué)成分、澆注溫度、熱處理淬火劑淬火工藝、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件。
(1)化學(xué)成分：碳素鋼隨含碳量增加，凝固收縮增加，而固態(tài)收縮略減；灰鑄鐵中，碳是形成石墨的元素，硅是促進(jìn)石墨化的元素，所以碳硅含量越多，收縮越小。硫能阻礙石墨析出，使鑄鐵的收縮率增大；適當(dāng)?shù)暮i量，可與S結(jié)合成MnS，抵消了硫?qū)κ淖璧K作用，使收縮率減小。若含錳量過(guò)高，鑄鐵的收縮率又有所增加。
(2)澆注溫度和熱處理淬火劑淬火工藝：澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液態(tài)收縮增加。
(3)鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件。
合金在鑄型中并不是自由收縮，而是受阻收縮。鑄件的實(shí)際線收縮率比合金的自由收縮率小，因此，在設(shè)計(jì)模樣時(shí)，必須根據(jù)合金的種類(lèi)，鑄件的具體形狀、尺寸等因素，選取適合的收縮率。2、金屬的鑄態(tài)組織
鑄錠是一種形狀簡(jiǎn)單的大型鑄件，具有最典型的鑄造結(jié)構(gòu)，整個(gè)體積明顯地分為三個(gè)各具特征的晶區(qū)。
（1）細(xì)晶粒區(qū)：由于液體金屬剛剛注入錠模時(shí)，模壁溫度較低，表層的金屬液體被急劇冷卻，有較大的過(guò)冷度，得到細(xì)晶粒層。表面細(xì)晶層比較致密，雜質(zhì)含量較少，具有較好的機(jī)械性能，適宜適應(yīng)熱處理淬火劑淬火，對(duì)大型鑄件來(lái)說(shuō)，因它往往很薄，對(duì)鑄件的性能影響很小，但對(duì)一些薄壁鑄件說(shuō)，具有較好的效果。熱處理淬火劑淬火工藝較復(fù)雜。
（2）柱狀晶區(qū)：細(xì)晶粒層形成后，錠模溫度升高，過(guò)冷度減少，同時(shí)液體金屬的熱量都靠模壁傳出，只有緊靠已結(jié)晶區(qū)的一個(gè)薄層的液體金屬處于過(guò)冷狀態(tài)，成核率較低，又受到相鄰晶粒的限制，所以晶粒生長(zhǎng)方向與散熱方向相反，向里成長(zhǎng)，形成了垂直于模壁的組織較致密柱狀晶區(qū)。熱處理淬火劑淬火時(shí)注意上述問(wèn)題。但在兩排相對(duì)生長(zhǎng)的柱狀晶相遇的接合面上存在著脆弱區(qū)，這個(gè)脆弱區(qū)常存有低熔點(diǎn)雜質(zhì)寫(xiě)非金屬夾雜物積聚，在進(jìn)行鍛造或軋制加工時(shí)容易沿該脆弱區(qū)開(kāi)裂。
（3）等軸晶區(qū)：隨著柱狀晶區(qū)的生長(zhǎng)，鑄錠的溫度下降，鑄錠內(nèi)部的液體金屬都降到了結(jié)晶溫度，同時(shí)產(chǎn)生了一批晶核，由于它們向各個(gè)方向生長(zhǎng)，阻止了柱狀晶區(qū)的繼續(xù)發(fā)展，在鑄錠的中心部分形成等軸晶區(qū)，因過(guò)冷度很小，形成的晶核數(shù)目少，晶粒比較粗大。等軸晶區(qū)各個(gè)方向比較均勻，無(wú)脆弱的分界面。由于最后凝固，組織比較疏松，雜質(zhì)含量較高，機(jī)械性能較低。
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本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書(shū)。
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