铸件凝固过程中晶粒直径计量图像显微镜

铸件凝固过程中晶粒直径计量图像显微镜

固相脱落    单晶涡轮叶片生长过程控制得非常好，在其凝固过程中，简单地敲击或是轻微地扰动就可以破坏生长着的枝晶，使二次枝晶臂脱落成为晶核，生长成新的晶粒。当存在强溶质分配合金组元时，正在生长着的晶体尤其脆弱，这些组元有助于具有二次枝晶臂的枝晶生长，并且易于引起二次枝晶臂的根部熔化。因此，一些单晶的枝晶臂易于碎断，比其他晶粒更难生长。在单晶生长过程中，对枝晶臂的破坏不是只局限于枝晶臂断裂这一形式，简单地将枝晶臂折弯就可以引起这部分晶体与其临近部位错位。随后枝晶臂也许向有利的方向生长，而生长成为一个尺寸很大的缺陷。如果将枝晶臂弯曲一个很大的角度，由于发生塑性变形，该处材料将迅速地再结晶。新形成的晶界能量较高，将优先被金属液润湿，金属液沿着晶界向前蔓延，从而将枝晶臂分离出去，这样枝晶臂就变成一个自由漂浮的晶粒。    在浇注传统铸件时，注意到了从型壁上形核生长的一些金属晶粒长大过程。这些晶粒从非常狭窄的茎干上生长，非常脆弱，易受塑性变形而与型壁分离。因而当金属液冲刷铸型表面时，将把大量的晶体冲进金属液中。那些继续连着铸型壁的形核点将一个接着一个的生长出替代的枝晶串。在这个过程中存在一种难以控制的灾难性枝晶掉落现象，即当一个枝晶掉落时，它会挂在相邻枝晶上，促使其他枝晶大批掉落。    如果铸件温度太高，以这种方式分离出去的晶体碎片极易被带入金属液中并发生再次熔化，因此铸件中心就有可能不存在所谓的等轴晶粒，最终铸件组织只包含从铸型壁向内生长的柱状晶。    然而，如果铸件温度不是很高，分离下来的晶体就能保存下来，形成核心并在金属液中自由生长。由于缺乏方向性并且有相等的晶轴长度，所以把这些晶体称为“等轴晶”。在非常低的铸造温度下，如果其内部又存在足够强度的湍流，那么整个铸件就会凝固生成等轴晶组织。