高锰钢丸铸件的组织

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　　钢丸的宏观组织，高锰钢丸铸件的组织与其一次结晶组织有不可分割的关系。一次结晶组织的特征和钢丸的强度性能、塑性、冲击韧性以及耐磨性有密切关系。因此有必要研究其特征以及影响它的因素。
　　高锰钢丸的铸态宏观组织往往是由3种结晶形态所构成，即细等轴晶、粗大的等轴晶和粗大的有方向的树枝晶.即柱状晶所组成。浇人型腔中的高锰钢丸水的结晶过程如
　　表示锰含量为13%的钢丸的相图的一部分。若钢丸中碳含量为1.2%，当钢丸水温度降到液相线温度时，结晶开始。析出的晶体中碳含量为0.4%。相邻的液相中碳的含量则随固相的析出而增加。
　　在型壁表面凝固了一定厚度以后的某一时刻钢丸水中和凝固层中碳含量的分布情况如图3-5b。在结晶前沿与固相接触的钢丸水中碳的含量根据相图应是3.2%。这样成分的钢丸水的液相线应是1210r-。因此必然产生成分过冷现象。
　　表示的正是在金属中距型壁表面不同距离各点已析出晶体的碳含量和与其相邻的钢丸水中碳含量向钢丸水中心部位延伸时的变化规律。表示的是与图3-5c对应的各点由于成分不同，液相线沮度不间。图中也给出了金属中沮度分布曲线。金属沮度分布曲线和液相线温度分布曲线的交点处表示该点是处于液、固相平衡状态。金属温度分布曲线是处于运动之中。
　　即随时间的推移，金属中各点温度不断下降。曲线上各点的斜率也在不断改变。图3-5。是与图3-5c ,d两图相对应.金属中固相凝固层、固液相界面、钢丸水中析出的固相的生长趋势的示意图、从图中可看出凝固层的外表层是激冷层，它由细等轴晶粒所组成。其内树枝晶向液体中心生长，形成柱晶带。
　　结晶前沿如何向内推进.则取决于其体条件。结晶前沿向内推进和钢丸水中晶核的形成都取决于结晶前沿金属N度分布曲线和液相线温度曲线的位置。当液相线温度分布曲线低于钢丸水温度分布曲线时出现成分过冷。
　　这时将有利于树枝晶的生长和柱状晶带的形成。这两条曲线的相互位置及其斜率受很多因素影响。液相线温度分布曲线的斜率和曲线形状主要决定干金属内成分扩散的速度。
　　钢丸水中成分扩散速度愈快.成分愈趋于均匀，则曲线的倾斜部分长度愈短。钢丸水内温度分布曲线的形状则主要决定于钢丸水的导热能力、铸型的蓄热能力、铸型材料的导热能力、钢丸水的浇注温度以及型壁和凝固层之间气隙形成的快或慢。总之是决定于传热方面的因素。