标题：铸铁材料凝固收缩量金相分析图像显微镜
信息分类:站内新闻
作者:yiyi发布
时间:2016-6-6 21:58:45
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正文:
凝固收缩
通常，凝固时金属液由“随机紧密堆积”结构变为规则的
密排晶体结构，这种原子的重新排列会引起收缩。
最致密的那些固体具有密排(面心立方，fcc；密排六方，
hcp)结构。因此，最大凝固收缩量能在具有这种结构的金属中观察
到，如表7．1所示，它们的收缩量介于3．2％～7．2％，而密排度
略小的体心立方(bcc)凝固收缩量在2．o％～3．2％的范围内，固
态致密度更小的其他材料凝固收缩量会更小。
除了凝固时收缩的普遍模式外，还有些材料凝固时体积膨
胀，这包括水、硅以及铋，当然还包括铸铁——这可能是最重要的
合金。
记得在寒冷的天气里，放在门阶上的牛奶凝固时会充分地
膨胀，将玻璃瓶胀裂(这个故事透露了我的年龄!)。同样的原因：
冰块在冰槽中膨胀，而总能使其被快速卡住。类似地，“活字金属
”(一种铋合金)能够成功地被用来铸造活字而应用于印刷业就得益
于它在凝固时膨胀的性能，这种性能能让合金满足印刷文字对精致
细节的要求。碳当量超过约3．6％的石墨铸铁，由于低致密度相石
墨的析出会引起类似膨胀。无补缩需求的灰口铸铁同其他凝固变“
白”的铸铁形成了鲜明对比，也就是说灰口铸铁中石墨被白口铸铁
中的非平衡碳化物所取代。实际上，白口铸铁通常与钢类似，都存
在凝固收缩。
对大多数凝固时发生收缩的金属来说，清楚地认识到在补缩不
足的铸件中会发生哪些问题，这一点很重要。作为无补缩铸造的理
想情况，考虑“球体凝固”模型有指导意义。假设该球已通过可以
忽略的微小内浇口得到补缩，直到固体形成一定厚度的凝固壳
补充金属的供应源也随之被凝固堵塞。随着凝固继续进行，
凝固壳层类似洋葱一层一层地凝固，其厚度为出，同原来的金属液
相比，如层所占体积的减小就意味着要么会形成孔洞，要么金属液
会发生少许膨胀，周围的固体也不得不相应地产生少许收缩。假设
此时没有有利的核心用于生成孔洞，那么金属液将不得不通过膨胀
来调节，从而形成拉力或负压状态。同时金属液同封闭的固体壳层
处于力学平衡状态，有效地向内部抽紧。当有更多类似洋葱的固体
层形成时，金属液中的拉力升高，引起金属液膨胀，固体壳层会塑
性退让，不断被拉向内部。
读者可以发现，利用“凝固球”模型容易设想金属在凝固
时发生膨胀这种与实际正好相反的情况，从该模型中容易看出：在
这种情况下，形成的固体挤压残余金属液，使其进入更小的体积空
间，因此金属液会承受正压力。显然内部正压力会作用于金属液并
压缩它，反过来金属液也会对固体壳层产生作用，使其膨胀。
出自http://www.bjsgyq.com/北京显微镜百科