【正确答案】<a>铸锭三晶区形成机理。表层细晶区的形成:由于铸模壁的温度低,与模壁接触的薄层熔液会产生强烈的过冷,过冷度大,形核率高;同时模壁有促进非均匀形核的作用,所以形成大量的晶核,并迅速长大成为表层细小的等轴晶粒区。
柱状晶区的形成:表层细晶区形成时,模壁温度迅速升高,散热变慢,细晶区前沿液体中的过冷度减小,难以形核,凝固的继续就依靠细晶粒区中晶粒的生长;由于垂直于模壁方向散热最快和晶体生长速度的各向异性,在细晶区中那些取向有利的晶粒沿着垂直于模壁方向(即平行于散热最快的方向)迅速生长,并挤压相邻晶粒,使那些取向不利的晶粒的生长被抑制,这样就形成了柱状晶区。
中心等轴晶区形成的原因主要有:a.当柱状晶区发展到一定程度时,中心部分的剩余液体将处于过冷(或成分过冷)状态,如果过冷度足够大,液体中便开始形核并长大;b.熔液对流,枝晶被打碎,碎晶成为籽晶而长大;c.枝晶局部重熔,熔断下来的小晶体成为籽晶而长大。晶核的形成与长大阻止了柱状晶区的进一步发展,形成了中心等轴晶粒区。
<a>铸锭组织的控制。所谓铸锭组织的控制,主要是对柱状晶区和等轴晶区的分布范围和晶粒大小的控制。变更合金成分和浇铸条件可以改变各晶区分布范围的大小。对给定合金而言,有利于柱状晶区发展的因素有:较快的冷却速度,高的熔化温度和浇注温度,定向散热等;有利于等轴晶区发展的因素有:较慢的冷却速度,低的熔化温度和浇注温度,均匀散热等。为了获得细小的等轴晶粒,可采用变质处理、振动和搅拌等措施。
【答案解析】