標題：鑄鐵材料凝固收縮量金相分析圖像顯微鏡
信息分類:站內新聞
作者:yiyi發(fā)布
時間:2016-6-6 21:58:45
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正文:
凝固收縮
通常，凝固時金屬液由“隨機緊密堆積”結構變?yōu)橐?guī)則的
密排晶體結構，這種原子的重新排列會引起收縮。
最致密的那些固體具有密排(面心立方，fcc；密排六方，
hcp)結構。因此，最大凝固收縮量能在具有這種結構的金屬中觀察
到，如表7．1所示，它們的收縮量介于3．2％～7．2％，而密排度
略小的體心立方(bcc)凝固收縮量在2．o％～3．2％的范圍內，固
態(tài)致密度更小的其他材料凝固收縮量會更小。
除了凝固時收縮的普遍模式外，還有些材料凝固時體積膨
脹，這包括水、硅以及鉍，當然還包括鑄鐵——這可能是最重要的
合金。
記得在寒冷的天氣里，放在門階上的牛奶凝固時會充分地
膨脹，將玻璃瓶脹裂(這個故事透露了我的年齡!)。同樣的原因：
冰塊在冰槽中膨脹，而總能使其被快速卡住。類似地，“活字金屬
”(一種鉍合金)能夠成功地被用來鑄造活字而應用于印刷業(yè)就得益
于它在凝固時膨脹的性能，這種性能能讓合金滿足印刷文字對精致
細節(jié)的要求。碳當量超過約3．6％的石墨鑄鐵，由于低致密度相石
墨的析出會引起類似膨脹。無補縮需求的灰口鑄鐵同其他凝固變“
白”的鑄鐵形成了鮮明對比，也就是說灰口鑄鐵中石墨被白口鑄鐵
中的非平衡碳化物所取代。實際上，白口鑄鐵通常與鋼類似，都存
在凝固收縮。
對大多數(shù)凝固時發(fā)生收縮的金屬來說，清楚地認識到在補縮不
足的鑄件中會發(fā)生哪些問題，這一點很重要。作為無補縮鑄造的理
想情況，考慮“球體凝固”模型有指導意義。假設該球已通過可以
忽略的微小內澆口得到補縮，直到固體形成一定厚度的凝固殼
補充金屬的供應源也隨之被凝固堵塞。隨著凝固繼續(xù)進行，
凝固殼層類似洋蔥一層一層地凝固，其厚度為出，同原來的金屬液
相比，如層所占體積的減小就意味著要么會形成孔洞，要么金屬液
會發(fā)生少許膨脹，周圍的固體也不得不相應地產(chǎn)生少許收縮。假設
此時沒有有利的核心用于生成孔洞，那么金屬液將不得不通過膨脹
來調節(jié)，從而形成拉力或負壓狀態(tài)。同時金屬液同封閉的固體殼層
處于力學平衡狀態(tài)，有效地向內部抽緊。當有更多類似洋蔥的固體
層形成時，金屬液中的拉力升高，引起金屬液膨脹，固體殼層會塑
性退讓，不斷被拉向內部。
讀者可以發(fā)現(xiàn)，利用“凝固球”模型容易設想金屬在凝固
時發(fā)生膨脹這種與實際正好相反的情況，從該模型中容易看出：在
這種情況下，形成的固體擠壓殘余金屬液，使其進入更小的體積空
間，因此金屬液會承受正壓力。顯然內部正壓力會作用于金屬液并
壓縮它，反過來金屬液也會對固體殼層產(chǎn)生作用，使其膨脹。
出自http://www.bjsgyq.com/北京顯微鏡百科
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