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高温合金和共晶复合材料定向凝固时得到的凝固组织形态
取决于下列因素:
(i)固/液界面推进的形式(平面、曲面、粗糙面等);
(ii)固/液界面上的温度梯度;
(iii)凝固速度。
所有这些因素都与散热效率以及铸件中热流的局部方向有
密切关系。设计定向凝固零件必须保证热量能够沿着铸型抽
出的方向快速流动,生产自生复合材料时,还要保证维持高
的温度梯度,这就给铸件的设计又加上一条限制。
所以,为普通铸造设计的零件不一定适合定向凝固。
定向凝固铸件直径变化的最简单情况
(a)是直径突然减小,(b)是直径突然增大。
在前一种情况下,截面减小将使温度梯度提高,在缩小了的
截面部位中,凝固过程不再产生新的固相晶粒,截面增大导
致了温度梯度的降低,这就带来两种结果:
(i)沿铸锭的纵向热流方向被扭曲,因而枝晶和强化纤维的
方向也将扭曲;
(ii)必须在与固态金属不接触的某一段铸锭内,重新建立
起最佳的生长形态,如果希望得到共同的显微组织,就必须
调整抽拉速度,使之与局部的温度梯度相匹配。
材料在实际使用中很少遇到在实验室里为表征合金微组织
稳定性创造的均匀等温的条件。某些环境参数
(如:温度。应力或电场)的变化会在材料内引起能量的驱
动力。在实践中,前面所述的化学不稳定性和毛细作用不稳
定性将与外在的影响同时起作用,而这些外在影响正是本节
的主题。这里在,我们试图建立一个模式来描述这些影响可
能占主导地位或者显著改变与毛细作用驱动力有关的时效特
性的条件。
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