纯金属的铸锭组织的形成？

纯金属的铸锭组织的形成？
铸锭组织的形成
铸锭凝固过程中，由于表面和中心冷却条件不同，因此铸锭的组织是不均匀的。如
图铸锭剖面组织示意图。其组织由外向内明显分为三个晶区：表层细晶区，柱状晶区，中心等轴晶区。                                1—表层细晶区   2—柱状晶区    3—中心等轴晶区
  　表层细晶区：当将钢水浇注到锭模以后，由于模壁的温度较低，和模壁接触的钢液受到激冷，造成较大的过冷度，形成大量的晶核，同时模壁也有非自发形核核心的作用。结果，在金属的表层形成一层厚度不大、晶粒很细的细晶区。
　　表层细晶区的晶粒十分细小、组织致密，力学性能好。但纯金属铸锭表层细晶区的厚度一般都很薄，对整个铸锭性能的影响不是很大。而合金铸锭一般具有较厚的表层细晶区。
　　柱状晶区：细晶区形成的同时，模壁温度升高，使剩余液体金属的冷却速度降低，同时，由于表层结晶时释放结晶潜热，使细晶区前沿的液体过冷度减小，形核速度降低，但晶核继续生长。由于垂直模壁的方向散热速度*快，那些晶轴垂直于模壁的晶核就会沿着与散热方向相反的方向迅速向液体金属中长大，而晶轴与模壁斜交的晶核长大受到限制，结果获得柱状晶粒区。
　　在柱状晶区，晶粒彼此间的界面比较平直，气泡缩孔很小，组织比较致密。而柱状晶的交界面处的低熔点杂质或非金属杂质较多，形成明显的脆弱界面，在锻造、轧制时易沿这些脆弱面形成裂纹或开裂。生产上，对于不希望得到柱状晶的金属，通常采用振动浇注或变质处理等方法来抑制柱状晶的扩展。但柱状晶区的性能有明显的方向性，沿柱状晶晶轴方向强度高，对于那些主要受单向载荷的机械零件，例如汽轮机叶片，柱状晶是比较理想的，一般采用提高浇注温度、加快冷却速度等措施，都有利于柱状晶的发展。
　　中心等轴晶区：随着柱状晶区的发展，剩余液体金属的冷却速度很快降低，温差也越来越小，散热方向变得不明显，处于均匀冷却状态。此外，由于液体金属的流动，将一些未熔杂质质点推向铸锭中心，或柱晶上的小分枝被冲断而漂移到铸锭中心，它们都能成为剩余液体金属结晶晶核，这些晶核由于在不同方向上的生长速度大致相同而*终长成等轴晶粒。
　　中心等轴晶区不存在明显的脆弱面，方向不同的晶粒彼此交错、咬合，各方向上力学性能均匀，是一般钢铁铸件所要求的组织和性能。生产上采用低温浇注、冷却速度慢、各方向均匀散热、变质处理和附加振动、搅拌等措施来获得等轴晶粒。