快速凝固对金属结构有何影响

快速凝固对A356铝合金的析出相形态有何影响~

A356是美国ASTM标准的铝合金铸件牌号，而铝合金铸件的价格没有统一的，要根据铸件的重量，复杂程度，是否有砂芯及砂芯的多少，是否要作热处理，是否要用表面处理等决定。一般出口的有些要求的铝铸件在40元/KG左右，要求高的或是重量很轻的差异很大。不明白可以联系我，广旭铝合金重力铸造陈工。

快速凝固技术一般指以大于105 K/s~106 K/s 的冷却速率进行液相凝固成固相，是一种非平衡的凝固过程，通常生成亚稳相(非晶、准晶、微晶和纳米晶)，使粉末和材料具有特殊的性能和用途。
快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度，无偏析或少偏析的微晶组织，形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。实现快速凝固的三种途径包括：动力学急冷法；热力学深过冷法；快速定向凝固法。由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。

快速凝固指的是在比常规工艺过程中快得多的冷却速度下，金属或合金以极快的速度从液态转变为固态的过程。要求金属与合金凝固时具有极大的过冷度。快速凝固的特点 ： a. 凝固速度快，从而可以使金属在液态中的溶解度得到扩大，这样是其材料的密度有所改变，材料各部位的组织更加的紧密，改变金属中各元素的所含比例，从而可以改变该材料的性质，使其达到某种用途的需求。 b. 由于凝固的速度比一般铸造的快，这样得到的凝固结晶会更加的细小，晶粒的分布更加的均匀，一定程度减少了杂质的混入，提高材料的质量，由于晶粒组织的优化，该材料的力学，化学性质会得到提高，从而使其得到更广的运用。 c. 由于快速凝固给材料带来的溶解度的扩大，更加精细的晶粒的析出，从而赋予了材料的高强度，高韧度，以及高耐腐蚀性。这是快速凝固技术能在工业领域得到广泛运用的硬道理。 d. 除了金属的快速凝固，还有一种快速凝固非晶态合金。其特点和上类似，可以使材料具有极高的强度，硬度。又因为其实处于非晶态，它在具有高强度的同时也具有较好的韧性。同时，因为非晶态这种特殊形态，可以使材料具有良好的半导体性能，这是传统铸造方法所不能达到的。

快速凝固会得到亚稳态相，准晶体，非晶体，说白了就是，金属来不及扩散形成规则的晶体结构。快速凝固后的组织，致密度高，组织得到很大细化(来不及长大)基本没有成分偏析，缺陷密度很大。性能上相较于之前的晶体金属。首先从各项异性变成各向同性，强度上得到很大提高，当然塑形基本没有了。物理性能电阻率变高，电子衍射很强。总之有点类似玻璃的属性。
固溶强化1. 定义
合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。

2. 原理
溶入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过溶入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。

3. 影响因素
溶质原子的原子分数越高，强化作用也越大，特别是当原子分数很低时，强化作用更为显著。
溶质原子与基体金属的原子尺寸相差越大，强化作用也越大。
间隙型溶质原子比置换原子具有较大的固溶强化效果，且由于间隙原子在体心立方晶体中的点阵畸变属非对称性的，故其强化作用大于面心立方晶体的；但间隙原子的固溶度很有限，故实际强化效果也有限。
溶质原子与基体金属的价电子数目相差越大，固溶强化效果越明显，即固溶体的屈服强度随着价电子浓度的增加而提高。

4. 固溶强化的程度主要取决于以下因素
基体原子和溶质原子之间的尺寸差别。尺寸差别越大，原始晶体结构受到的干扰就越大，位错滑移就越困难。
合金元素的量。加入的合金元素越多，强化效果越大。如果加入过多太大或太小的原子，就会超过溶解度。这就涉及到另一种强化机制，分散相强化。
间隙型溶质原子比置换型原子具有更大的固溶强化效果。
溶质原子与基体金属的价电子数相差越大，固溶强化作用越显著。

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哈尔滨市19331503062： 顺序凝固原则和同时凝固原则各用于何种金属?其铸件结构有何特点? - ？
步关希捷： 你说的这两种凝固方式适合于收缩率较小的灰铁件铸造. 铁水在砂型里面凝固的时候,顺序凝固一般都是薄壁部分先凝固,厚壁的部分后凝固,也就是铸件壁厚凝固冷却速度有差异;而同时凝固指的是铸件所有壁厚凝固冷却速度温差较小,一般会在热节部位采用冷铁激冷的方式,迫使热节部位快速凝固,这种凝固方式适合于薄壁、壁厚较均匀的铸件.

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步关希捷： 一、铸造概论 铝合金铸造的种类如下: 由于铝合金各组元不同,从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同,结晶过程也不尽相同.故必须针对铝合金特性,合理选择铸造方法,才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生,从而优化铸件...

哈尔滨市19331503062： 凝固速度快慢导致了平衡和非平衡吗 - ？
步关希捷： 固溶体的凝固依赖于组元的扩散,要达到平衡凝固,必须有足够的时间使扩散进行充分.在工业生产中,合金熔液浇注后的冷却速度较快,在每一温度下不能保持足够的扩散时间,使凝固过程偏离平衡条件,称为非平衡结晶(非平衡凝固).非平衡凝固的特点有:凝固过程中,液、固两相的成分偏离液、固相线;凝固过程进行到一更低的温度才能完成;生成固体的成分是不均匀的.随着冷却速度的增大,这些特点表现的愈明显.与纯金属相比,固溶体合金凝固过程有两个特点:1、固溶体合金凝固时析出的固相成分与原液相成份不同,需成份起伏.α晶粒的形核位置是那些结构起伏、能量起伏和成分起伏都满足要求的地方.2、固溶体合金凝固时依赖于异类原子的互相扩散

哈尔滨市19331503062： 合金的凝固方式与铸件质量有什么关系? - ？
步关希捷： 铸件的凝固方式 (1)逐层凝固方式 合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开,这种凝固方式称为逐层凝固.常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金. (2)糊状凝...

哈尔滨市19331503062： 加工硬化过程对金属结晶构造和机械性能的影响? - ？
步关希捷： 加工硬化有两面 好处,适度使其有更好的抗拉强度和刚性,锻造就是一个例子. 坏处,过渡会使其产生残余应力或是内部晶间碎裂(内伤),反而使零件变形或容易耗损. 而不同的材料特性也不一样.

哈尔滨市19331503062： 细晶强化的原理以及金属性能 - ？
步关希捷： 镁合金具有良好的生物兼容性、最高的比强度和比刚度、优异的工艺性能、较好的耐腐蚀性能、良好的导热、减振及电磁屏蔽性以及原材料丰富、切削加工简单和回收容易等优点.镁合金被认为是制备电器产品壳体、运输工具和航天飞行器零部...

哈尔滨市19331503062： 影响金属铸造性能的因素 - ？
步关希捷： 影响金属铸造性能的因素:1.合金的充型能力,充型能力的决定因数合金的流动性、型性质、浇注条件、铸件结构.2.液态金属的凝固与收缩,凝固方式有: 逐层凝固,糊状凝固,中间凝固..影响凝固的主要因素:合金的结晶温度范围、铸件的温度梯度.影响收缩的因素:化学成分(c含量)、铸型条件、铸件结构、浇注温度.3.液态成形内应力、变形与裂纹,防止变形的方法与防止应力的方法基本相同.带有残余应力的铸件,变形使残余应力减小而趋于稳定.

哈尔滨市19331503062： 铸件的凝固方式对合金的流动性的影响 - ？
步关希捷： 一) 合金的凝固方式:1. 顺序凝固:铸件的顺序凝固原则是采取各种措施,保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固,冒口本身最后凝固.铸件按照这一原则凝固时,可使缩孔集中在冒口中,获得致密的铸件.带有冒口...

哈尔滨市19331503062： 收缩性对铸件的质量影响 - ？
步关希捷： 合金收缩性及其对铸件质量的影响展开全部 铸件在凝固和冷却过程中,体积和尺寸减小的现象称为收缩.金属从浇注温度冷却到室温要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段.在液态收缩和凝固收缩阶段铸件易产生缩孔、缩松缺陷...

哈尔滨市19331503062： 快速凝固有什么好处,为什么要快速凝固 - ？
步关希捷： 如果你想问的是凝固冰的问题可以为你解释一下,快速凝固液体,可以保持水生动物生命保持活性,就是说你把一条活鱼快速凝固,解冻后鱼还是活的.因为正常冰冻速度慢,从外到内的冰冻过程水生物的内部活性细胞已经衰竭了.