特殊合金材料固體從熔體凍結(jié)的過(guò)程伴隨著非常重要的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象決定了合成鑄件的內(nèi)在特性。首先，特殊合金材料凍結(jié)與體積收縮有關(guān)，這是致密固體[5]形成的結(jié)果。同時(shí)，當(dāng)液相中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的分子產(chǎn)生最終成長(zhǎng)為固相的核時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)減少。結(jié)晶潛熱在固液界面釋放出來(lái)。這種釋放的熱能顯著地影響晶體生長(zhǎng)的速率和方式。溫度的普遍下降使之變?yōu)閮鼋Y(jié)，這就降低了熔體中合金元素的溶解度。溶質(zhì)原子在固-液界面被排斥。特殊合金材料成分的改變會(huì)進(jìn)一步影響合金元素的溶解度，從而嚴(yán)重影響凝固熔體的最終結(jié)構(gòu)。
特殊合金材料如果鑄造工藝是制造的最后階段，或者隨后必須進(jìn)行進(jìn)一步的機(jī)械加工，凝固在決定產(chǎn)品的微觀組織以及最終的組織相關(guān)性能方面起著重要的作用。在這方面，可以考慮兩種不同的情況很明顯，隨著‘d’的增加，也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)人深入鑄造，λ2增加。這導(dǎo)致了鑄件性能的變化，如強(qiáng)度“σ”和延伸率“ε”。一般來(lái)說(shuō)，特殊合金材料較細(xì)的組織表現(xiàn)出優(yōu)越的力學(xué)性能。反過(guò)來(lái)，當(dāng)凝固速率高時(shí)，通常會(huì)形成更細(xì)的組織。如此高的凝固速率是在離結(jié)晶器表面很短的距離內(nèi)發(fā)生的。從而保證了接近模具表面的機(jī)械性能的良好組合。隨著從結(jié)晶器表面到鑄件內(nèi)部距離的增加，凝固速率降低，λ2增大，鑄件晶粒尺寸增大，表現(xiàn)出較差的力學(xué)性能組合。
特殊合金材料通過(guò)機(jī)械加工進(jìn)行重壓并不是一種有效的改善邊緣鑄件組織的方法。任何初始的異質(zhì)發(fā)展組織，由于采用錯(cuò)誤的凝固過(guò)程，有一些趨勢(shì)持續(xù)下去。因此，可以說(shuō)，任何對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制都必須在凝固本身的過(guò)程中進(jìn)行。特殊合金材料凝固過(guò)程包括連續(xù)的形核和生長(zhǎng)階段。在整個(gè)融化過(guò)程中，凍結(jié)是定向的還是離散的，取決于這兩個(gè)因素。在這方面，形核和生長(zhǎng)的位置和相對(duì)速率是決定鑄件性能的關(guān)鍵。
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