高溫合金材料在一個(gè)鑄造各種局部過(guò)熱的程度等因素,異相成核的程度,模具特點(diǎn),等決定了熱梯度的變化(G)和冷卻的速率(R)。不用說(shuō),G / R比形式重要參數(shù)來(lái)決定經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的模式和結(jié)構(gòu)發(fā)展的結(jié)果。隨著G/R比從高到低的變化，過(guò)冷的影響變得越來(lái)越明顯。柱狀、平面鋒的生長(zhǎng)逐漸被獨(dú)立的形核所取代。這些區(qū)域是熔體中G/R比率不斷變化的結(jié)果。隨著時(shí)間的推移，假設(shè)G/R比的較低值會(huì)導(dǎo)致過(guò)冷程度的增加，這在所保留的可分離結(jié)構(gòu)區(qū)域中是有用的。
高溫合金材料對(duì)凝固鑄件中的混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解釋，其基礎(chǔ)是當(dāng)時(shí)的熱條件。首先溫度梯度是剛性的。凝固最初發(fā)生在這種明顯的熱梯度下。這通常足以導(dǎo)致最外層區(qū)域和靠近結(jié)晶器壁的柱狀枝晶生長(zhǎng)，在中心區(qū)域在某些情況下，整個(gè)凝固熔體，溫度梯度較淺。這種淺梯度會(huì)產(chǎn)生過(guò)度過(guò)冷。這里的凝固是通過(guò)廣泛的形核進(jìn)行的，形核速率很高。熔體內(nèi)部發(fā)生獨(dú)立成核。
高溫合金材料這些核在其周圍沒(méi)有任何生長(zhǎng)障礙，長(zhǎng)成等軸晶。更具體地說(shuō)，最初溫度梯度是剛性的。冷卻速率較低，G/R值較高。因此，初始凝固是在一個(gè)明顯的溫度梯度下發(fā)生的，該溫度梯度足以在最外層產(chǎn)生柱狀枝晶生長(zhǎng)。“G”逐漸減小，即溫度梯度變淺，“R”冷卻速率隨著過(guò)冷程度的增加而增加。鑄件內(nèi)較淺的溫度梯度和熔體過(guò)冷程度的增加使熔體內(nèi)部形成獨(dú)立的形核，形成等軸晶，在其不受阻礙的邊緣自由生長(zhǎng)。雖然上述提到的合金形成固溶體，但在共晶凍結(jié)的合金中也會(huì)發(fā)生類似的變化。由于冷模壁的冷卻效應(yīng)，在最外層有小枝晶(等軸)。
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