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凝固組織的形態(tài)主要分為哪幾類？
來源:天津雷公焊接材料有限公司
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作者:天津雷公焊接材料有限公司
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發(fā)布時(shí)間: 2023-8-22
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凝固組織是金屬材料在凝固過程中形成的具有不同晶體特征的區(qū)域。這些不同的晶體特征包括不同的晶體結(jié)構(gòu)、不同的晶體方向、不同的晶體界面以及不同的晶體缺陷等等。今天我們來聊一聊，凝固組織的形態(tài)主要分為哪幾類？凝固組織為柱狀晶和等軸晶，粗大的柱狀晶的亞結(jié)構(gòu)又分別有平面晶、胞狀晶、胞狀樹枝晶和樹枝晶這幾小類，詳解如下：
1.柱狀結(jié)晶
(1)平面結(jié)晶
在固液界面前方液相中溫度梯度GL很大，與平衡凝固溫度TL無相交點(diǎn)時(shí)，不形成組成過冷區(qū)(見圖1-15a)在柱狀晶內(nèi)不存在溶質(zhì)微觀偏析帶，此時(shí)凝固界面為平滑界面，形成平面晶。這類凝固組織在鋼鐵焊縫中見不到，多見于溶質(zhì)濃度極低的高純金屬焊縫。
(2)胞狀結(jié)晶
液相中溫度梯度Gl變小，與平衡凝固溫度Tz在距離x內(nèi)相交發(fā)生少量組成過冷區(qū)。在平面晶的相界面上時(shí)而中間 凸起向亞晶界排出溶質(zhì)，使亞晶界的液相線溫度下降，于是在晶粒內(nèi)部形成一束相互平行的棱柱體元，其橫截面近似六角柱形亞結(jié)構(gòu))，組織形態(tài)稱為胞狀晶。
(3)胞狀樹枝結(jié)晶
溫度梯度GL進(jìn)一步減少，與TL發(fā)生的組成過冷區(qū)增大。晶體成長(zhǎng)加快，界面上凸起伸入液相中生長(zhǎng)。此時(shí)橫向也產(chǎn)生組成過冷區(qū)從主干上橫向長(zhǎng)出短小二次枝，在晶粒內(nèi)部形成較多十字棱柱體狀亞結(jié)構(gòu)，稱為胞狀樹枝晶組織。這種組織多在鋼鐵焊縫金屬中見到。
(4)樹枝狀結(jié)晶
溫度梯度Gl繼續(xù)變小，與 Tl發(fā)生的組成過冷區(qū)進(jìn)一步增大，晶體成長(zhǎng)速度更快在一個(gè)晶粒內(nèi)除生長(zhǎng)出一根主枝干外，同時(shí)還橫向長(zhǎng)出二次枝，形成明顯的樹枝晶或稱枝晶。
2.等軸狀結(jié)晶
當(dāng)液相中溫度梯度Gl很小時(shí)，在液相中形成廣泛的組成過冷區(qū)。不僅在結(jié)晶前沿形成粗大的樹枝狀晶，同時(shí)也在液相中生核向四周自由生長(zhǎng)形成等軸樹枝狀晶粒。
綜上所述凝固組織的形態(tài)主要取決于合金中的溶質(zhì)濃度C、結(jié)晶速度R和液相中溫度 梯 度G的共同作用。當(dāng)溫度梯度G和結(jié)晶速度R一定時(shí)，隨著合金中溶質(zhì)濃度C的增高，組成過冷區(qū)增加使凝固組織形態(tài)依次形成平面晶、胞狀晶、胞狀樹枝晶、樹枝晶、等軸晶。當(dāng)合金中溶質(zhì)濃度C和結(jié)晶速度一定時(shí)，隨著溫度G的增大，組成過冷區(qū)減小。凝固組織形態(tài)依次形成等軸晶及柱狀晶的亞結(jié)構(gòu)樹枝晶，胞狀樹枝晶、胞狀晶和平面晶。凝固組織的形態(tài)主要分為哪幾類？相信大家心中都有了答案，希望對(duì)朋友們有所幫助。
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