不鏽鋼鑄件作(zuò)為一(yī)種(zhǒng)重要的工業零件,其凝(níng)結方(fāng)式對于其(qí)質量和性能具(jù)有重要影(yǐng)響。在(zài)鑄造(zào)過程(chéng)中,凝(níng)固是(shì)不可避免(miǎn)的,它會(huì)直接影(yǐng)響鑄(zhù)件的組織(zhī)結(jié)構(gòu)和(hé)物(wù)理性質。因(yīn)此,詳細了(le)解不(bú)鏽鋼(gāng)鑄件(jiàn)的凝(níng)固(gù)方式是(shì)非常重要的。本(běn)文(wén)将(jiāng)從微觀和(hé)宏觀兩個層面對不鏽鋼鑄件的凝(níng)固方(fāng)式進(jìn)行分(fèn)析。
一、微觀(guān)層(céng)面的(de)凝固方(fāng)式
在(zài)微觀層(céng)面(miàn)上,不鏽鋼鑄件(jiàn)的凝固(gù)過程可(kě)以分為三(sān)個階(jiē)段:液相凝固、過(guò)冷液相凝固和固相凝固(gù)。
1.液相(xiàng)凝固階段
當不鏽鋼液體在凝(níng)固溫度(dù)以(yǐ)上時(shí),它處(chù)于液相狀(zhuàng)态。在液相凝固(gù)階段(duàn),鑄(zhù)件中的(de)化學成(chéng)分會發生(shēng)變(biàn)化,組(zǔ)織結(jié)構也(yě)會不(bú)斷變(biàn)化。這一階段中(zhōng),凝固核(hé)會形成(chéng)并随着時(shí)間的(de)推移逐漸(jiàn)長大(dà)。液相(xiàng)凝(níng)固的速(sù)度取決于(yú)溫度(dù)差、物理性(xìng)質和化學(xué)組成等因素。
2.過冷液相凝(níng)固階段
在(zài)過冷(lěng)液相凝固(gù)階段(duàn),不鏽鋼液體的(de)溫度(dù)低(dī)于其凝(níng)固點,而且在一(yī)定的過冷度下(xià)仍處(chù)于液(yè)相狀态。這(zhè)時(shí),液體中(zhōng)的凝(níng)固核會進(jìn)一步(bù)長大(dà),并形(xíng)成鑄件的初(chū)生(shēng)組織。在這個階(jiē)段,過冷(lěng)度越大,凝固核(hé)的(de)成長(zhǎng)速率(lǜ)就(jiù)越快,初(chū)生組(zǔ)織的分(fèn)布(bù)也會(huì)發生(shēng)變化(huà)。
3.固相(xiàng)凝(níng)固階段(duàn)
在固相凝固階段,不(bú)鏽鋼(gāng)液體(tǐ)完全凝(níng)固成固(gù)體。在這(zhè)個階段(duàn),固相(xiàng)的形成速(sù)度逐漸超(chāo)過液(yè)相(xiàng),導緻液(yè)态區(qū)域逐漸(jiàn)縮小。固相凝固的(de)速度(dù)取決于(yú)固相的(de)成長速率和液相的剩(shèng)餘成分(fèn)。
二、宏(hóng)觀層(céng)面(miàn)的凝固(gù)方(fāng)式(shì)
在宏(hóng)觀層面(miàn)上,不鏽(xiù)鋼鑄(zhù)件的(de)凝固(gù)方式可以分為(wéi)一次結晶和多(duō)次結(jié)晶兩種方式。
1.一(yī)次結(jié)晶
一(yī)次結(jié)晶是指整(zhěng)個液體同時凝(níng)固成固體,在鑄(zhù)件中沒有(yǒu)明顯(xiǎn)的凝固序列。這種凝固方(fāng)式适(shì)用于鑄件(jiàn)體積(jī)較小、形狀簡單(dān)的情況。不(bú)鏽鋼鑄件(jiàn)的(de)一次結(jié)晶方式(shì)下(xià),會形(xíng)成較大的(de)初生(shēng)晶粒,晶粒内部無顯著的組織(zhī)差異。
2.多(duō)次結晶(jīng)
多次(cì)結晶是指(zhǐ)鑄件内(nèi)部存在(zài)多個(gè)凝固序列,不同部位(wèi)具有不同的(de)凝固結(jié)構。這(zhè)種凝固方(fāng)式适用(yòng)于鑄件(jiàn)體積較大、形狀(zhuàng)複雜的(de)情況。在(zài)不鏽(xiù)鋼(gāng)鑄(zhù)件的多次(cì)結晶方式(shì)下(xià),會形成多個(gè)晶粒(lì)域,不同晶(jīng)粒域的(de)晶粒形(xíng)狀、大(dà)小(xiǎo)和(hé)組織(zhī)結構都可能存(cún)在差異。
三、凝固(gù)方式對不鏽鋼鑄件性能的影(yǐng)響
不鏽鋼(gāng)鑄件(jiàn)的凝(níng)固方式直(zhí)接影響其(qí)組織(zhī)結構(gòu)和性能。一(yī)次結晶方(fāng)式下(xià),由于整(zhěng)個液體(tǐ)同時(shí)凝固(gù),晶粒(lì)尺寸通常較大(dà),有利于提高鑄(zhù)件的強度(dù)和韌(rèn)性。多次(cì)結晶方式下,晶粒尺寸較小,但晶粒的(de)分布更加均勻(yún),有利(lì)于(yú)提(tí)高材料的耐(nài)腐蝕性(xìng)能和(hé)機械性能(néng)。
此外(wài),凝固(gù)方式(shì)還會影響(xiǎng)鑄(zhù)件(jiàn)的缺(quē)陷形(xíng)成。一(yī)次結晶方式下,由于(yú)晶粒(lì)長大(dà)速度較(jiào)快,容易(yì)形成(chéng)夾(jiá)雜物和(hé)氣孔等缺(quē)陷。而(ér)多次(cì)結(jié)晶方式(shì)下,由(yóu)于晶粒尺(chǐ)寸(cùn)較小,晶(jīng)粒内(nèi)部的收(shōu)縮孔容易得到有效填(tián)充,能有效降低鑄件(jiàn)的缺陷率(lǜ)。
綜上(shàng)所述(shù),不鏽(xiù)鋼鑄(zhù)件的凝固(gù)方式是通(tōng)過液相凝固(gù)、過冷液(yè)相凝(níng)固和固相(xiàng)凝固(gù)構成的。在(zài)微觀層面(miàn)上(shàng),不(bú)鏽鋼鑄件(jiàn)的凝(níng)固方式(shì)可分為(wéi)一次(cì)結晶和多(duō)次結晶(jīng)兩種。凝(níng)固方式直接(jiē)影(yǐng)響着不鏽(xiù)鋼鑄件的組織結構(gòu)和性能,合(hé)理的(de)凝固方式選擇(zé)能夠提高鑄件的質量和性能。因此,在鑄(zhù)造過程中(zhōng),需要(yào)根據(jù)具體的鑄件要(yào)求和工藝條件(jiàn),選擇合适(shì)的凝固方(fāng)式,從而獲(huò)得滿(mǎn)足要求的不(bú)鏽(xiù)鋼(gāng)鑄件。