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如何细化晶粒

原创2025-06-20 02:23:58

细化晶粒的方法主要包括:

增加过冷度

提高金属凝固时的冷却速度,增加形核率与生长速率的比值。

使用吸热能力强、导热性能好的铸型,如金属型。

降低熔液的浇注温度。

变质处理

向金属液体中加入形核剂(孕育剂或变质剂),作为非均匀形核的基底。

常用变质剂包括钛、钒、铝等元素,在钢水中加入,或在铝水中加入钛、硼等元素。

振动与搅拌

在浇注和结晶过程中进行机械振动或搅拌,增加形核位置。

常用方法有机械法、电磁法、超声波法。

使用细化剂

在线播种细化剂,如AI-Ti-B细化剂或稀土细化剂。

细化剂中的TiB₂或AITi3颗粒作为晶粒开始凝固的核。

形变与热处理相结合

加热至刚刚高于Ac3的温度,保持一段时间,达到完全奥氏体化。

以较大的压下量使奥氏体发生强烈形变,之后等温保持一段时间,进行快速冷却。

外加形核物质、场作用、固态成型工艺

添加陶瓷颗粒、稀土元素等形核物质。

应用电磁搅拌、超声波处理以及脉冲电流等外加场作用。

采用等径角道挤压(ECAE)和大比率挤压等固态成型工艺。

快速冷却技术

通过快速冷却技术,如喷射冷却或淬火,来细化晶粒。

以上方法可以单独使用,也可以结合使用以达到最佳的晶粒细化效果。需要注意的是,不同的金属和合金可能需要不同的细化方法,并且细化剂的种类和含量也会影响晶粒细化效果

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