第一章快速凝固技术课件.ppt

第1章快速凝固技术前言快速凝固1960年开始出现快速凝固是一项新型材料制备技术,既是一种生产手段,又是一种探索新材料的研究方法,受到了普遍的重视对现有牌号合金,可以显著地改善其组织结构,充分挖掘其性能潜力,也可以研制在常规铸造条件下无法得到的、具有优异性能的新型材料快速凝固技术和快速凝固合金的研究已成为了材料科学的一个重要分支,并在实际生产中得到了广泛的应用,具有广阔的应用前景近二、三十年来,不但开拓了一个崭新的学术领域,而且向市场提供了具有特殊性能的新材料内容快速凝固概论快速凝固的物理冶金基础实现快速凝固途径快速凝固制备工艺快速凝固技术在金属材料中的应用快速凝固其他新型合金(一),除了粉末冶金等方法直接成型产品外,几乎所有的金属制品和构件的生产都离不开铸造。工业铸造铸造工艺、铸件的微观组织、结构和性能都会对后续加工的进行和最终产品的质量产生重要的甚至是决定性的影响。常规铸造中铸件的凝固时间一般很长,凝固过冷度很小。常规铸锭5合金凝固时的晶粒尺寸等微观组织与凝固冷速或过冷度直接相关,用常规铸造工艺生产的铸件不可避免产生一系列铸造缺陷:容易形成粗大的树枝晶,并产生严重的晶内偏析与晶界偏析;在较大的铸锭与铸件中,熔体先从相对温度较低、传热较快、与模壁接触的外层开始凝固并相应出现溶质分配,最后凝固的心部富含溶质元素与低熔点杂质元素,从而在较大尺度上出现宏观偏析。6采用常规铸造工艺还容易出现缩孔、疏松、气泡、热应力等铸造缺陷,它们也会对铸锭或铸件的性能产生有害影响;合金元素含量高时(特别是比重小、粘度高、扩散能力差的合金元素)会降低熔体的流动性、充型能力和导热性,上述问题更严重。常规铸造中的缺陷:缩孔和缩松7这些问题不仅使现有牌号合金的铸造质量和性能很难得到保证,还限制了新型合金材料的研制。镍基铸造高温合金:为进一步提高合金的热强度与工作温度,必须增加合金中Al、Ti含量以增加弥散强化相γ(Ni3A1)的含量,并提高γ的固溶温度,但常规铸造工艺下这将产生一些无法解决的问题。高温镍基合金8Fe-Si软磁合金:含Si较高的Fe-%Si合金的软磁性能比含Si少的合金好,但采用常规铸造工艺无法将Fe-%,只能采用铸造和加工性能较好的Fe-3wt%Si合金制作变压器芯片,使变压器性能受到很大影响。铁硅软磁合金9只有突破传统工艺的限制,采用新的技术才有可能研制出少含甚至不含这些战略元素的新型合金。在研制新型合金材料的过程中,人们不仅从单纯的调整改变合金成分着手,也把研究生产合金的新技术提上了议事日程。快速凝固技术正是在这样的背景下出现并很快得到了迅速的发展。10