[精选]材料成形工艺学讲稿(2).pptx

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1、第二章第二章 金属液态成形工艺原理金属液态成形工艺原理2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 液体金属充满铸型型腔的过程称为液体金属充满铸型型腔的过程称为 充型过程。充型过程。2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 液体金属充满铸型型腔的过程称为液体金属充满铸型型腔的过程称为 充型过程。充型过程。在充型异常的条件下会产生液态金属成形过程的一些缺陷：在充型异常的条件下会产生液态金属成形过程的一些缺陷：浇缺乏、冷隔、砂眼、抬箱、侵入性气孔、夹砂结疤浇缺乏、冷隔、砂眼、抬箱、侵入性气孔、夹砂结疤 充型过程存在：充型过程存在：热作用热

2、作用 机械冲击冲刷机械冲击冲刷 物理化学反响物理化学反响研究液态金属充型过程的研究液态金属充型过程的运动规律和特性运动规律和特性非常必要。非常必要。2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 研究方法：研究方法：研究液态金属充型过程的研究液态金属充型过程的运动规律和特性运动规律和特性非常必要。非常必要。u 物理模拟物理模拟u 计算机数值模拟计算机数值模拟u 工业试验经验总结工业试验经验总结2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 液态金属中存在夹杂物固相和气体气相液态金属中存在夹杂物固相和气体气相 1、多相黏性流动、多相黏性流动 u

3、 夹杂物非金属化合物：夹杂物非金属化合物：尺寸尺寸 50m l 氧化物氧化物 Al2O3,SiO2,MnO,FeO,TiO2,MgO 等等 l 氮化物氮化物 AlN,ZrN,TiN 等等l 硫化物硫化物 Ni3S2,CeS,Cu2S 等等u 气体：气体：总量总量 4X10-4%CO,CO2,H2,N2,O2 等等 例如连铸的钢水中：例如连铸的钢水中：2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 金属由固态转变成液态，金属键被局部破坏，原子之间仍金属由固态转变成液态，金属键被局部破坏，原子之间仍然保持一定的结合力，因此液态金属在流动过程中有内摩然保持一定的结合力，因此

4、液态金属在流动过程中有内摩擦阻力，呈现粘性流动的水利学特点。擦阻力，呈现粘性流动的水利学特点。影响因素：影响因素：l 温度温度 l 合金成分合金成分l 金属液纯洁度金属液纯洁度1、多相黏性流动、多相黏性流动 2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 充型过程中液态金属的流速、流态在不断变化。充型过程中液态金属的流速、流态在不断变化。2、非稳定流动、非稳定流动 u 流路截面变化流路截面变化u 流路方向变化流路方向变化u 流路温度变化流路温度变化2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 3、紊流流动、紊流流动 液体的流动可分为层流和紊

5、流两种状态，并可用雷诺数液体的流动可分为层流和紊流两种状态，并可用雷诺数Re来判断。来判断。流速流速管路直径管路直径/流体运动粘度流体运动粘度Re临临=2300大于大于Re临临为紊流为紊流小于小于Re临临为层流为层流例如，某钢种在连铸工艺过程中结晶器的管道直径为例如，某钢种在连铸工艺过程中结晶器的管道直径为0.15m0.15m，如果结晶器有电磁搅拌的条件下钢水的平均旋转周向速度为如果结晶器有电磁搅拌的条件下钢水的平均旋转周向速度为0.12m/s0.12m/s，浇注温度为，浇注温度为15351535，运动粘度为，运动粘度为0.40710-6m0.40710-6m2 2/s/s，计算出：计算出：对

6、于某些合金，在浇注温度下高于液相线温度对于某些合金，在浇注温度下高于液相线温度50100有：有：铸件材质铸件材质铸铁铸铁铸钢铸钢铝合金铝合金m m2 2/s/s0.551010-6-60.41010-6-60.61010-6-6在浇注系统中，即使在浇注系统中，即使 D 很小如取很小如取 0.4 cm，在保证充型，在保证充型的最低流速下，其雷诺数也大于的最低流速下，其雷诺数也大于Re临临。所以：。所以：金属液在浇注系统中的流动为金属液在浇注系统中的流动为 紊流流动。紊流流动。又由于浇注系统流路回转，使紊流程度加重。又由于浇注系统流路回转，使紊流程度加重。2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特

7、点液态金属充型过程的水力学特点 4、在、在“多孔管中流动多孔管中流动 浇注系统及铸型的型腔都具有一定的透气性浇注系统及铸型的型腔都具有一定的透气性2.1 2.1 液态金属充型过程的水力学特点液态金属充型过程的水力学特点 综上所述综上所述 液态金属在充型过程中的水力学特点与理想液体相比液态金属在充型过程中的水力学特点与理想液体相比有明显的区别。有明显的区别。但是，液态金属在充型时间较短的过程中，一些水力但是，液态金属在充型时间较短的过程中，一些水力学的规律在一定程度上也适用于液态金属的流动过程。学的规律在一定程度上也适用于液态金属的流动过程。2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充

8、型过程的水力学计算 一、浇注系统的结构一、浇注系统的结构 浇注系统：引导金属液进入和充满型腔的一系列通道。浇注系统：引导金属液进入和充满型腔的一系列通道。2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充型过程的水力学计算 一、浇注系统的结构一、浇注系统的结构 浇注系统的构成基本组元：浇注系统的构成基本组元：浇口杯浇口杯直浇道直浇道直浇道窝直浇道窝横浇道横浇道内浇道内浇道2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充型过程的水力学计算 连续铸钢浇注系统的构成：连续铸钢浇注系统的构成：钢水包钢水包长水口长水口中间包中间包浸入式水口浸入式水口结晶器结晶器一、浇注系统的结构一、浇注系统的

9、结构 2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充型过程的水力学计算 一、浇注系统的结构一、浇注系统的结构 根据浇注系统基本组元截面积比例关系分为：根据浇注系统基本组元截面积比例关系分为：开放式浇注系统开放式浇注系统 F F直直 F F横横 F F F横横 F F内内 F F直直、F F横横、F F内内分别为直、横、内浇道截面积之和。分别为直、横、内浇道截面积之和。2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充型过程的水力学计算 二、计算模型二、计算模型 液态金属充型过程计算模型：液态金属充型过程计算模型：H0金属充型压头金属充型压头P 上型腔高度上型腔高度C 型腔高度型腔高

10、度 铸件高度铸件高度2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充型过程的水力学计算 二、计算模型二、计算模型 为了保证金属液顺利充满型腔：为了保证金属液顺利充满型腔：u 直浇道要有一定高度提供充型压头；直浇道要有一定高度提供充型压头；u 浇道要有适宜的截面积。浇道要有适宜的截面积。2.2 2.2 液态金属充型过程的水力学计算液态金属充型过程的水力学计算 三、计算过程和结果三、计算过程和结果 计算条件：计算条件：a.浇注系统为充满流动浇注系统为充满流动u 封闭式浇注系统；封闭式浇注系统；u 对于开放式的型腔液面要淹过内浇道。对于开放式的型腔液面要淹过内浇道。b.浇口杯液面保持不变浇口杯

11、液面保持不变1.充填下半型充填下半型 设充填下半型时需要金属液设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为，充填时间为t t1 1。以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程能量方程：以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程能量方程：（2-1）1.充填下半型充填下半型 设充填下半型时需要金属液设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为，充填时间为t t1 1。以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程能量方程：以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程能量方程：式中：式中：P P杯杯 浇口杯液面压力浇口杯液面压力 P P腔腔 型腔内的液面压力型腔内的液面压力 v v杯杯 浇口杯液面金属流动速度浇口杯液面金属流动速

12、度 v v内内 内浇口出口金属流动速度内浇口出口金属流动速度 h hi i 浇注系统中某段的流体压头损失浇注系统中某段的流体压头损失 重度重度=g（2-1）1.充填下半型充填下半型 设充填下半型时需要金属液设充填下半型时需要金属液m1，充填时间为，充填时间为t t1 1。以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程能量方程：以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程能量方程：（2-1）因为因为其中其中:1.充填下半型充填下半型 所以所以（2-2）整理式整理式2-1得得 式中式中（2-1）1.充填下半型充填下半型（2-3）所以所以通过内浇道的金属流量为通过内浇道的金属流量为（流量（流量=时间时间*流速流速

13、*截面积）截面积）2.充填上半型充填上半型 设充填上半型时需要金属液设充填上半型时需要金属液m2，充填时间为，充填时间为t t2 2。以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程：以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程：（2-4）2.充填上半型充填上半型 设充填上半型时需要金属液设充填上半型时需要金属液m2，充填时间为，充填时间为t t2 2。以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程：以浇口杯液面和内浇道出口建立伯努利方程：因为因为其中其中:（2-4）2.充填上半型充填上半型 所以所以（2-5）整理式整理式2-4得得 式中式中（2-4）2.充填上半型充填上半型（2-6）所以所以（流量（流量=时间时间*

14、流速流速*截面积）截面积）通过内浇道的金属流量为通过内浇道的金属流量为 3.通式通式 由于同一个铸件浇注系统的内浇道的断面积应该是一个，由于同一个铸件浇注系统的内浇道的断面积应该是一个，因此写成通式：因此写成通式：（2-7）式中式中 这就是奥赞这就是奥赞Osann公式，它是浇注系统计算的基本公式。公式，它是浇注系统计算的基本公式。假设型腔断面积沿高度无变化。假设型腔断面积沿高度无变化。4.4.平均静压头平均静压头H H均均确实定确实定 液态金属充型过程计算模型：液态金属充型过程计算模型：H0金属充型压头金属充型压头P 上型腔高度上型腔高度C 型腔高度型腔高度 （铸件高度）（铸件高度）假设型腔断

15、面积沿高度无变化。假设型腔断面积沿高度无变化。a.按实际系统与计算系统浇注做功相同来确定：按实际系统与计算系统浇注做功相同来确定：b.按实际系统与计算系统浇注时间相同来确定：按实际系统与计算系统浇注时间相同来确定：（2 8a）（2 8b）4.4.平均静压头平均静压头H H均均确实定确实定 本次课结束本次课结束谢谢大家谢谢大家2.3 2.3 液态金属充型能力及停止流动机理液态金属充型能力及停止流动机理 一、充型能力一、充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力称为的能力称为 液态金属的充型能力液态金属的充型能力。在钢的连铸

16、工艺中称为钢的在钢的连铸工艺中称为钢的可浇性可浇性。充型能力影响：充型能力影响：u 浇注或浇钢过程浇注或浇钢过程u 铸件或铸坯的完整性和外表质量铸件或铸坯的完整性和外表质量一、充型能力一、充型能力 影响充型能力的主要因素：影响充型能力的主要因素：u 液态金属的流动能力液态金属的流动能力 主要因素主要因素u 外界条件外界条件l 铸型性质铸型性质导热能力、温度导热能力、温度l 浇注条件浇注条件浇注温度、浇注压头浇注温度、浇注压头l 铸件结构铸件结构热模数、复杂程度热模数、复杂程度用金属的用金属的流动性流动性 来反映液态金属的流动能力。来反映液态金属的流动能力。流动性流动性 取决于液态金属的成分、温

17、度、杂质含量。取决于液态金属的成分、温度、杂质含量。一、充型能力一、充型能力 用金属的用金属的流动性流动性 来反映液态金属的充型能力。来反映液态金属的充型能力。测试方法：测试方法：用稳定工艺条件下的砂型三螺旋线法用稳定工艺条件下的砂型三螺旋线法。螺旋形流动性试样截面：螺旋形流动性试样截面：1068一、充型能力一、充型能力 用金属的用金属的流动性流动性 来反映液态金属的充型能力。来反映液态金属的充型能力。某些合金的流动性：某些合金的流动性：合合 金金浇注温度浇注温度 /螺旋线长度螺旋线长度/mm铸铁铸铁C+Si=6.2%C+Si=5.9%C+Si=5.2%C+Si=4.2%13001800130

18、01000 600铸钢铸钢C=0.4%16001640100200镁合金镁合金Mg-Al-Zn700400 600硅黄铜硅黄铜Si=1.54.5%11001000二、停止流动机理二、停止流动机理 不同的合金其充型能力不同的根本原因在于它们的停止流动机理不同。不同的合金其充型能力不同的根本原因在于它们的停止流动机理不同。1.1.纯金属、共晶合金和结晶温度区间很窄的合金纯金属、共晶合金和结晶温度区间很窄的合金具有一定过热度的液态金属在管道中流动，靠具有一定过热度的液态金属在管道中流动，靠近管壁的液态金属首先降到凝固温度并开始在近管壁的液态金属首先降到凝固温度并开始在管壁上凝固，一般是以柱状晶组织从

19、管壁向里管壁上凝固，一般是以柱状晶组织从管壁向里推进，而中心的过热液态金属继续向前流动，推进，而中心的过热液态金属继续向前流动，并且能够全部或局部地熔化正在向里生长的柱并且能够全部或局部地熔化正在向里生长的柱状晶，过热度逐渐减小。当流动的液态金属没状晶，过热度逐渐减小。当流动的液态金属没有过热度时，柱状晶一直生长到中心，液态金有过热度时，柱状晶一直生长到中心，液态金属在流动前端的后部被堵塞而停止流动。属在流动前端的后部被堵塞而停止流动。结晶特点是结晶特点是 在一定的温度点开始凝固。在一定的温度点开始凝固。二、停止流动机理二、停止流动机理 不同的合金其充型能力不同的根本原因在于它们的停止流动机理

20、不同。不同的合金其充型能力不同的根本原因在于它们的停止流动机理不同。2.2.结晶温度区间宽的合金结晶温度区间宽的合金结晶特点是结晶特点是 在一定的温度范围内开始凝固。在一定的温度范围内开始凝固。具有一定过热度的液态金属在管道中流动，具有一定过热度的液态金属在管道中流动，不断接触管壁的液态金属前端首先到达凝固不断接触管壁的液态金属前端首先到达凝固温度，并开始有局部的固相以枝晶析出。此温度，并开始有局部的固相以枝晶析出。此时液态金属中虽然有局部固相，但还可以继时液态金属中虽然有局部固相，但还可以继续向前流动，但流动阻力越来越大，流动速续向前流动，但流动阻力越来越大，流动速度逐渐减慢。当液态金属前端

21、区域的固相析度逐渐减慢。当液态金属前端区域的固相析出量在出量在15 20%左右时，在流动的前端被堵左右时，在流动的前端被堵塞而停止流动。塞而停止流动。二、停止流动机理二、停止流动机理 不同的合金其充型能力不同的根本原因在于它们的停止流动机理不同。不同的合金其充型能力不同的根本原因在于它们的停止流动机理不同。得出结论：得出结论：u 纯金属、共晶合金的流动时间相对较长，纯金属、共晶合金的流动时间相对较长，流动性好，充型能力强。流动性好，充型能力强。u 结晶温度范围较宽的合金流动时间相对较短，结晶温度范围较宽的合金流动时间相对较短，流动性差，充型能力弱。流动性差，充型能力弱。所以，浇注同样结构的铸件

22、，结晶温度范围宽的合金要适当提高浇注温度。所以，浇注同样结构的铸件，结晶温度范围宽的合金要适当提高浇注温度。三、提高充型能力的措施三、提高充型能力的措施 1.合金方面：合金方面：u 选择共晶或结晶温度范围窄的合金选择共晶或结晶温度范围窄的合金u 提高液态金属的纯洁度提高液态金属的纯洁度2.铸型方面：铸型方面：u 刷保温涂料刷保温涂料3.浇注工艺：浇注工艺：u 适当提高浇注温度适当提高浇注温度u 调整浇注位置，提高浇注压头调整浇注位置，提高浇注压头2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式一、液态金属凝固动态曲线一、液态金属凝固动态曲线 铸件在凝固过程中，断面上一般都存在三个区域：铸件在凝

23、固过程中，断面上一般都存在三个区域：2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式一、液态金属凝固动态曲线一、液态金属凝固动态曲线 铸件在凝固过程中，断面上一般都存在三个区域：铸件在凝固过程中，断面上一般都存在三个区域：对于纯金属和共晶成分的合金，不存在凝固区对于纯金属和共晶成分的合金，不存在凝固区。固相区固相区凝固区凝固区液相区液相区u 固液部分固液部分u 液固部分：液固部分：晶体处于悬浮状态而未连成片，液相可以自由移动晶体处于悬浮状态而未连成片，液相可以自由移动l晶体已连成骨架，液相可以在其间移动晶体已连成骨架，液相可以在其间移动l晶体连成封闭骨架，骨架间的少量液相互不沟通晶体连成封闭骨

24、架，骨架间的少量液相互不沟通a金属凝固体断面的金属凝固体断面的 温度温度时间曲线时间曲线b凝固动态曲线凝固动态曲线依据凝固体断面上实际测得依据凝固体断面上实际测得的温度随时间变化曲线，在的温度随时间变化曲线，在凝固体断面上不同位置与时凝固体断面上不同位置与时间的座标下，确定金属在凝间的座标下，确定金属在凝固过程中典型温度点液相固过程中典型温度点液相温度，固相温度，共晶温度温度，固相温度，共晶温度等，把凝固体断面上实际等，把凝固体断面上实际测得的温度随时间变化曲线测得的温度随时间变化曲线上确定的温度点投影到凝固上确定的温度点投影到凝固体断面上不同位置与时间的体断面上不同位置与时间的关系图中，把不

25、同时间、不关系图中，把不同时间、不同位置的同一温度点连接起同位置的同一温度点连接起来，即得到金属凝固动态曲来，即得到金属凝固动态曲线。线。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式一、液态金属凝固动态曲线一、液态金属凝固动态曲线 根据凝固体断面各位置的温度与时间的关系曲线，在位置根据凝固体断面各位置的温度与时间的关系曲线，在位置与时间的坐标图上绘制成的凝固体典型温度的连线图称为与时间的坐标图上绘制成的凝固体典型温度的连线图称为凝固动态曲线凝固动态曲线。典型温度：典型温度：u液相线温度液相线温度u固相线温度固相线温度u共晶温度等共晶温度等 根据凝固动态曲线，根据凝固动态曲线，可以推断凝固体

26、断面不同时刻的凝固状态和凝固区的宽窄范围。可以推断凝固体断面不同时刻的凝固状态和凝固区的宽窄范围。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 液态金属的凝固、冷却过程是决定铸件或铸坯内部质液态金属的凝固、冷却过程是决定铸件或铸坯内部质量的关键，而金属在凝固过程中凝固区的宽窄可以作为判量的关键，而金属在凝固过程中凝固区的宽窄可以作为判断铸件或铸坯内部质量的依据。断铸件或铸坯内部质量的依据。根据液态金属的凝固动态曲线，可以判断出铸件在凝根据液态金属的凝固动态曲线，可以判断出铸件在凝固不同时间的凝固区的宽窄结晶温度范围固不同时间的凝固区的宽窄结晶温度范围

27、。金属凝固。金属凝固区的宽窄决定凝固体的凝固方式，不同的凝固方式直接影区的宽窄决定凝固体的凝固方式，不同的凝固方式直接影响着金属凝固体的组织状态和凝固过程的缺陷。响着金属凝固体的组织状态和凝固过程的缺陷。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 1.逐层凝固方式逐层凝固方式恒温下结晶的恒温下结晶的金属金属恒温下结晶的恒温下结晶的金属纯金属或共晶成分金属纯金属或共晶成分合金，在凝固过程中其凝固体断面上合金，在凝固过程中其凝固体断面上的凝固区宽度等于零，断面上的

28、固体和的凝固区宽度等于零，断面上的固体和液体由一条界线凝固前沿清楚地分液体由一条界线凝固前沿清楚地分开。随着温度的下降，固体层不断加厚，开。随着温度的下降，固体层不断加厚，逐步到达凝固体中心。逐步到达凝固体中心。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 1.逐层凝固方式逐层凝固方式凝固前沿为平滑的。凝固前沿为平滑的。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 1.逐层凝固方式逐层凝固方式如果合金的结晶温度范围很小，或凝固如果合金的结晶温度范围很小，或凝固体断面的温度梯度很大，则凝固体断面体断面的温度梯

29、度很大，则凝固体断面的凝固区也很窄，凝固过程也是逐层进的凝固区也很窄，凝固过程也是逐层进行的。行的。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 1.逐层凝固方式逐层凝固方式凝固前沿为锯齿状。凝固前沿为锯齿状。逐层凝固方式对凝固性能的影响：逐层凝固方式对凝固性能的影响：u流动性好流动性好 充型能力强，容易获得健全的凝固体；充型能力强，容易获得健全的凝固体；u液体补缩好液体补缩好 凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成集中缩孔的倾向大可用冒口消除；集中缩孔的倾向大可用冒口消除；逐层凝固方式对凝固性能的影响：逐层

30、凝固方式对凝固性能的影响：u流动性好流动性好 充型能力强，容易获得健全的凝固体；充型能力强，容易获得健全的凝固体；u液体补缩好液体补缩好 凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成集中缩孔的倾向大可用冒口消除；集中缩孔的倾向大可用冒口消除；逐层凝固方式对凝固性能的影响：逐层凝固方式对凝固性能的影响：u流动性好流动性好 充型能力强，容易获得健全的凝固体；充型能力强，容易获得健全的凝固体；u液体补缩好液体补缩好 凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成集中缩孔的倾向大可用冒口消除；集中缩孔的倾向大可用冒口消除；u热裂倾向

31、小热裂倾向小 热裂是在凝固区形成的，凝固区域窄，晶间不热裂是在凝固区形成的，凝固区域窄，晶间不易出现裂纹，即使出现也可以焊合；易出现裂纹，即使出现也可以焊合；u易产生成分偏析。易产生成分偏析。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 2.体积凝固方式体积凝固方式结晶温度范围很宽结晶温度范围很宽 结晶温度范围宽的结晶温度范围宽的合金，在凝固过程中合金，在凝固过程中其凝固体断面上的凝固区域很宽，甚至其凝固体断面上的凝固区域很宽，甚至贯穿整个断面，则在凝固区域里既有已贯穿整个断面，则在凝固区域里既有已结晶的晶体也有未凝固的液体。随着温结晶的晶体也有未凝

32、固的液体。随着温度的下降，凝固区不断向中心移动，最度的下降，凝固区不断向中心移动，最后全部凝固。后全部凝固。也称也称 糊状凝固方式糊状凝固方式2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 2.体积凝固方式体积凝固方式2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 2.体积凝固方式体积凝固方式如果如果凝固体断面上的温度梯度较小，则凝固体断面上的温度梯度较小，则凝固区域也较宽，其凝固过程也属于体凝固区域也较宽，其凝固过程也属于体积凝固方式。积凝固方式。断面温度梯度较小断面温度梯度较小 体积凝固方式对凝固性能的影响

33、：体积凝固方式对凝固性能的影响：u流动性差流动性差 不易获得健全的凝固体；不易获得健全的凝固体；u液体补缩能力差液体补缩能力差 凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形成集中缩孔的倾向小；成集中缩孔的倾向小；体积凝固方式对凝固性能的影响：体积凝固方式对凝固性能的影响：u流动性差流动性差 不易获得健全的凝固体；不易获得健全的凝固体；u液体补缩能力差液体补缩能力差 凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形成集中缩孔的倾向小；成集中缩孔的倾向小；体积凝固方式对凝固性能的影响：体积凝固方式对凝固性能的影响：u流动性差流动性

34、差 不易获得健全的凝固体；不易获得健全的凝固体；u液体补缩能力差液体补缩能力差 凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形成集中缩孔的倾向小；成集中缩孔的倾向小；u热裂倾向大热裂倾向大 热裂是在凝固区形成的，凝固区域宽，晶间易热裂是在凝固区形成的，凝固区域宽，晶间易出现裂纹；出现裂纹；u不易产生成分偏析。不易产生成分偏析。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 3.中间凝固方式中间凝固方式介于逐层凝固和体积凝固之间的凝固方式称为中间凝固方式。介于逐层凝固和体积凝固之间的凝固方式称为中间凝固方式。如：如：中等

35、结晶温度范围的合金；中等结晶温度范围的合金；结晶温度范围宽而凝固体断面温度梯度大的结晶温度范围宽而凝固体断面温度梯度大的合金；合金；结晶温度范围窄而凝固体断面温度梯度小的结晶温度范围窄而凝固体断面温度梯度小的合金。合金。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 3.中间凝固方式中间凝固方式介于逐层凝固和体积凝固之介于逐层凝固和体积凝固之间的凝固方式称为中间凝固间的凝固方式称为中间凝固方式。方式。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式二、液态金属凝固方式 3.中间凝固方式中间凝固方式介于逐层凝固和体积凝固之介于逐层凝固

36、和体积凝固之间的凝固方式称为中间凝固间的凝固方式称为中间凝固方式。方式。中间凝固方式对凝固性能的影响：中间凝固方式对凝固性能的影响：u流动性适中流动性适中 u液体有一定补缩能力液体有一定补缩能力u有一定的热裂倾向有一定的热裂倾向u成分偏析不严重成分偏析不严重 2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式三、影响液态金属凝固方式的因素三、影响液态金属凝固方式的因素 无论是由金属凝固动态曲线，还是从合金的结晶温度范围无论是由金属凝固动态曲线，还是从合金的结晶温度范围与铸件断面温度分布的示意图中都可以知道，影响金属成与铸件断面温度分布的示意图中都可以知道，影响金属成形凝固方式的因素主要是形凝固方

37、式的因素主要是 金属本身的凝固特点和外部冷却金属本身的凝固特点和外部冷却条件。条件。2.4 2.4 液态金属凝固方式液态金属凝固方式三、影响液态金属凝固方式的因素三、影响液态金属凝固方式的因素 1.金属凝固特点金属凝固特点凝固温度范围液相线与固相线之间的温度差凝固温度范围液相线与固相线之间的温度差，这由金属或合金的成分所决定。这由金属或合金的成分所决定。2.凝固过程的冷却条件凝固过程的冷却条件凝固体断面的温度分布及随时间的变化情况。凝固体断面的温度分布及随时间的变化情况。这由合金的热物理性能、铸型或结晶器的热物这由合金的热物理性能、铸型或结晶器的热物理性能及其冷却强度、凝固体尺寸和结构所决定。

38、理性能及其冷却强度、凝固体尺寸和结构所决定。本次课结束本次课结束谢谢大家谢谢大家w9、静夜四无邻，荒居旧业贫。4月-234月-23Tuesday,April 18,2023w10、雨中黄叶树，灯下白头人。09:25:3209:25:3309:254/18/2023 9:25:33 AMw11、以我独沈久，愧君相见频。4月-2309:25:3309:25Apr-2318-Apr-23w12、故人江海别，几度隔山川。09:25:3309:25:3309:25Tuesday,April 18,2023w13、乍见翻疑梦，相悲各问年。4月-234月-2309:25:3309:25:33April 18

39、,2023w14、他乡生白发，旧国见青山。18 四月 20239:25:33 上午09:25:334月-23w15、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 239:25 上午4月-2309:25April 18,2023w16、行动出成果，工作出财富。2023/4/18 9:25:3309:25:3318 April 2023w17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。9:25:33 上午9:25 上午09:25:334月-23w9、没有失败，只有暂时停止成功！。4月-234月-23Tuesday,April 18,2023w10、很多事情努力了未必有结果，但是不努

40、力却什么改变也没有。09:25:3309:25:3309:254/18/2023 9:25:33 AMw11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。4月-2309:25:3309:25Apr-2318-Apr-23w12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。09:25:3309:25:3309:25Tuesday,April 18,2023w13、不知香积寺，数里入云峰。4月-234月-2309:25:3309:25:33April 18,2023w14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20239:25:33 上午09:25:334月-23w15、

41、楚塞三湘接，荆门九派通。四月 239:25 上午4月-2309:25April 18,2023w16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/4/18 9:25:3309:25:3318 April 2023w17、空山新雨后，天气晚来秋。9:25:33 上午9:25 上午09:25:334月-23w9、杨柳散和风，青山澹吾虑。4月-234月-23Tuesday,April 18,2023w10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。09:25:3309:25:3309:254/18/2023 9:25:33 AMw11、越是没有本领的就越加自命非凡。4月-2309:25:3309:25Ap

42、r-2318-Apr-23w12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。09:25:3309:25:3309:25Tuesday,April 18,2023w13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。4月-234月-2309:25:3309:25:33April 18,2023w14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20239:25:33 上午09:25:334月-23w15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。四月 239:25 上午4月-2309:25April 18,2023w16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/4/18 9:25:3309:25:3318 April 2023w17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。9:25:33 上午9:25 上午09:25:334月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉