获得全部等轴晶的条件
获得全部柱状晶的条件
型壁冷速不能太大， 因为 激冷铸型形成稳定的凝 形成稳定的凝固层不利 固层，防止晶体游离 于晶体游离（薄壁件除 外） 加 1-k0 大 的 溶 质 元 素 提高金属的纯度，减小 产生缩颈， 有利于熔断或 成分过冷、缩颈和生核 折断 能力 加强液体流动， 促使晶体 减小液体流动（如采用 游离 固定磁场） 低温浇注， 使游离晶体不 提高浇注温度使游离晶 重熔 体重熔
但柱状晶的各项性能存在着明显的各 向异性：纵向性能与横向性能有着明 显的差别。此外，柱状晶的生长方向 是与热通量平行的。因而在铸件(锭)的 转角处或中心，从不同方向生长的柱 状晶彼此相遇时形成的交界面，易于 聚集气体和夹杂物，对铸件(锭)的性能 有很大损害。
因此，柱状晶组织通常是不受欢迎的。
但由于柱状晶不存在横向的晶界，所
第二节 铸件宏观凝固组织的控制
一、铸件凝固组织对铸件性能的影响 同一种合金的铸件，因其结晶组织的差
别往往使其性能有十分显著的变化。晶
粒的形态、 晶粒的粗细、晶粒度的一致
性以及枝臂间距的大小等组织持征，对
铸件的机械性能和物理性能有着强烈的
影响。
（一）柱状晶组织对铸件性能的影响 柱状晶的凝固区域较窄小，在生长过 程中容易从它的前方熔体中获得液态 金属的补缩。同时，其横向生长受到 相邻晶体的阻碍而使横向分枝不能充 分发展，分枝较细。因此，柱状晶组 织致密，不容易形成缩松和晶间夹杂 等宏观缺陷。
以特别适用于只受纵向应力的零件。
应用。
（二）等轴晶组织对铸件性能的影响
等轴晶是在成分过冷区和凝固区域较大 的范围内生长而成的。它的分枝比较发 达。等轴晶的晶界面积与其体积之比大 于柱状晶的晶界面积/体积比。故晶界夹 杂等缺陷比较分散。且各晶粒取向具有 宏观的各向同性，故其性能比较均匀和 稳定。
(二) 浇注工艺
① 浇注温度； ② 浇注方法；重力浇注，压力浇注， 真空浇注，保护气氛等。
(三) 铸型特点
① 造型材料的热物理性质；
② 铸型预热的温度； ③ 铸型的激冷方法。 (四) 铸件的结构和尺寸
三、铸件宏观组织的控制途径和措施
控制铸件的宏观组织就是要控制铸
件（锭）中柱状晶区和等轴晶区的
相对比例。
一般铸件希望获得全部细等轴晶组织。 通过强化非均质生核和促进晶体游离以 抑制凝固过程中柱状晶区的形成和发展， 就能获得等轴晶组织。
非均质晶核数目越多，晶粒游离作用越 强，熔体内部就有利于游离晶体的残存， 则形成的等轴晶组织就越细。
具体措施如下：
外加晶核
通过反应形 成晶核
在液体中造 成很大的微 区富集
孕育处理
合理选用 孕育剂 合理确定 孕育工艺
低温浇注
采用生 核剂 采用强成分 过冷元素
获 得 细 等 轴 晶 的 措 施
控制浇 注条件
采用合理的 浇注工艺 铸型性质和 铸件结构
控制铸型 激冷能力
增大液态金 属与铸型表 面的润湿角 提高铸型表 面粗糙度
厚壁铸件： 采用低蓄热 能力的铸型 并配合其它 细化措施 薄壁铸件： 采用高蓄热 能力的铸型
动态晶粒 细化
振动
搅拌
The end.
其缺点是枝晶分枝比较发达，显微缩松
较多，组织不够致密。这些缺点通常经
晶粒细化加以克服。
细等轴晶组织有着较为理 想的综合机械性能， 疲劳强度也随着晶粒的细化而提高。 但对于热强合金，其高温持久强度却随着晶 粒细化而降低。这是因为晶界在高温下急剧 破坏的缘故。至于晶粒大小不均匀。或在一 种组织中夹杂着另一种形态的晶体(例如在等 轴晶组织中夹杂柱状晶)，则都将对铸件的性 能起损害作用。
二、 影响铸件宏观组织的因素
铸件的宏观组织受到成分过冷现象 和晶粒游离、枝晶熔断和晶粒增殖 等的影响。因此，凡是与成分过冷 和晶粒游离、枝晶熔断和增殖有关 的因素都将对铸件宏观组织产生影 响。这些因素大致可概括为以下四 个方面。
(一) 合金性质
① 合金的纯度，溶质含量与性质， 有否形核剂或晶粒细化剂； ② 合金的结晶温度范围和溶质平衡 分配系数，扩散系数，以及其他 的热物理系数。