Cr变质处理对金属锰凝固组织和有效形核的影响

发布时间：2020-01-24 13:05

【摘要】：采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪、差热-热重分析仪和金相显微镜等检测手段研究了Cr加入量对金属锰凝固组织的影响.结果表明,变质处理得到的金属锰凝固组织主要为柱状树枝晶,添加Cr有利于枝晶组织细化,Cr加入量由0增加至3.7%(?)时,金属锰平均晶粒尺寸先减小后增大,未变质时平均晶粒尺寸最大,为69.0?m;Cr加入量为2.0%(?)时,平均晶粒尺寸最小,仅为37.5?m;Cr加入量增至3.7%(?)时,平均晶粒尺寸增大至51.8?m.熔体中有效异质形核质点数增加是导致金属锰凝固组织细化的主要原因.
【图文】：

第6期钱伟涛等：Cr变质处理对金属锰凝固组织和有效形核的影响1293ωCr(%,)计算如下：ωCr=(CCr-CCr0)V/m100%,其中，CCr和CCr0分别为稀释后金属锰溶液中和空白样品中Cr元素浓度(mg/L),m为熔样时所取金属锰质量(mg),V为稀释后溶液体积(L).图1试样取样位置示意图Fig.1Schematicdiagramofsamplinglocation用DSC-TGA确定不同变质条件下金属锰的热力学参数.为减小实验误差，自1020mm间取样，用玛瑙研钵将金属锰样品研磨至小于75m，取10mg置于刚玉坩埚中，在99.99%高纯氩气保护下，以10℃/min速率升温至1400℃，通过控制液氮流量以10℃/min速率冷却至室温.由于升温过程中无形核过冷度，因此金属锰各热力学数据均取自升温过程.其中，固相线为吸热开始温度，液相线为吸热结束温度，熔化潜热为吸热峰面积[17-19].上述热力学参数的统计结果如图2所示，所测金属锰原料液相线温度为1244.7℃，与文献[20]结果接近.图2金属锰的升温曲线Fig.2Heatingcurveofmetalmanganese3结果与讨论3.1Cr含量对金属锰凝固组织的影响图3为未变质及加入不同量Cr后金属锰区域I的凝固组织.可以看出，由于区域I传热速率较快，结晶前沿过冷度较小[8]，因此在该区域的凝固组织中存在较多长而粗大的一次枝晶[图4(a)中箭头1所指].未变质处理时，该区域的枝晶组织较粗大，且均匀程度较差；变质处理后组织形貌虽无明显变化，但枝晶组织明显细化，组织均匀程度明显改善，尤其是当Cr加入量为(a)Cr0(b)Cr0.5%()(c)Cr1.0%()(d)Cr2.0%()(e)Cr3.2%()(f)Cr3.7%()图3不同Cr含量下金属锰区域I的凝固组织Fig.3SolidificationstructureofmetalmanganeseinregionIwithdifferentCrcontentsAreaunderpeak:Calculatedasintersactionbetwee

鄗鹗裘萄夥费心ブ列∮?5m，取10mg置于刚玉坩埚中，在99.99%高纯氩气保护下，以10℃/min速率升温至1400℃，通过控制液氮流量以10℃/min速率冷却至室温.由于升温过程中无形核过冷度，因此金属锰各热力学数据均取自升温过程.其中，固相线为吸热开始温度，液相线为吸热结束温度，熔化潜热为吸热峰面积[17-19].上述热力学参数的统计结果如图2所示，所测金属锰原料液相线温度为1244.7℃，与文献[20]结果接近.图2金属锰的升温曲线Fig.2Heatingcurveofmetalmanganese3结果与讨论3.1Cr含量对金属锰凝固组织的影响图3为未变质及加入不同量Cr后金属锰区域I的凝固组织.可以看出，由于区域I传热速率较快，结晶前沿过冷度较小[8]，因此在该区域的凝固组织中存在较多长而粗大的一次枝晶[图4(a)中箭头1所指].未变质处理时，，该区域的枝晶组织较粗大，且均匀程度较差；变质处理后组织形貌虽无明显变化，但枝晶组织明显细化，组织均匀程度明显改善，尤其是当Cr加入量为(a)Cr0(b)Cr0.5%()(c)Cr1.0%()(d)Cr2.0%()(e)Cr3.2%()(f)Cr3.7%()图3不同Cr含量下金属锰区域I的凝固组织Fig.3SolidificationstructureofmetalmanganeseinregionIwithdifferentCrcontentsAreaunderpeak:CalculatedasintersactionbetweensolidusandliquiduspointTEndofmelting(Liquidus)TOnsetofmelting(Solidus)HeatflowTemperatureEndothermicHeatingtrace


本文编号：2572679