我們了解到超聲波焊接機(jī)在焊接的結(jié)晶處一向比晶粒中心部分有較高的強(qiáng)度和較低的塑性，對(duì)于純金屬來(lái)說(shuō)，當(dāng)結(jié)晶組織細(xì)化時(shí)，晶界的總長(zhǎng)度將有所增加，這將導(dǎo)致強(qiáng)度指標(biāo)的提高和塑性指標(biāo)的下降。對(duì)于某些合金來(lái)說(shuō)，由于超聲波焊接處理而獲得到的細(xì)晶粒組織，也會(huì)提高材料的塑性。

超聲波焊接機(jī)振動(dòng)對(duì)結(jié)晶熔融金屬作用的結(jié)果，金屬組織將有規(guī)律的使晶粒細(xì)化，我們并不揭示出全部機(jī)理，但我們?cè)敢鈱?duì)能保證金屬組織細(xì)化的主要原因提出一些補(bǔ)充性的意見(jiàn)。超聲波焊接機(jī)振動(dòng)的細(xì)化作用，在某種程度上與熔融金屬的過(guò)冷和在熔融金屬中產(chǎn)生使密度起伏可能性增加的方向交變的壓力有關(guān)，但是我們知道對(duì)于金屬組織細(xì)化中的主導(dǎo)作用，我們偏重于從這個(gè)過(guò)程的另一機(jī)理來(lái)考慮，如果假設(shè)液體金屬在超聲波焊接作用下回強(qiáng)烈的破壞在錠壁上和傳振桿表面上凝固的金屬殼，則就可以解釋我們的試驗(yàn)結(jié)果，這時(shí)在液體金屬中便會(huì)出現(xiàn)大量晶粒碎片狀的結(jié)晶核心，這一假設(shè)已被倒出剩余液體金屬的試驗(yàn)數(shù)據(jù)所肯定。如果排除超聲波焊接機(jī)振動(dòng)的破壞作用，則不能理解為什么在15~20秒之內(nèi)，在于熔融金屬直接接觸的厚度大的水冷傳振桿的表面上不出現(xiàn)金屬結(jié)晶，當(dāng)把在金屬開(kāi)始澆入錠模后，稍遲一會(huì)再導(dǎo)入振動(dòng)，所得的鑄錠宏觀試片與不加彈性振動(dòng)的鑄錠宏觀試片相比較后，我們就會(huì)給所提出的假設(shè)找到補(bǔ)充的證明，由于接通超聲波焊接振動(dòng)，柱狀晶粒區(qū)有顯著的縮小，比如在澆注之后經(jīng)過(guò)30秒再接通振動(dòng)，鑄錠壁上的柱狀晶粒區(qū)從10毫米縮小到5~6毫米，而在其底部則由21毫米縮小到10毫米。

從長(zhǎng)大的金屬殼被破壞的觀點(diǎn)來(lái)看，可以解釋在冷錠模中或預(yù)熱錠模中澆注所得到的鑄錠的宏觀組織的差別。冷錠模中用彈性振動(dòng)處理金屬時(shí)，鑄錠表面上結(jié)晶殼的晶粒長(zhǎng)大速度，看來(lái)會(huì)超過(guò)結(jié)晶殼由于受到振動(dòng)液體金屬的作用而破壞的速度，因此有一部分殼仍然不破壞，而仍然保持未經(jīng)超聲波焊接處理的凝固金屬所特有的構(gòu)造，隨著導(dǎo)熱的加快，柱狀晶粒區(qū)還會(huì)有少許的增加。當(dāng)把金屬澆入預(yù)熱的錠模中時(shí)，當(dāng)結(jié)晶面以極小的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，這在以后的幾次試驗(yàn)中也曾發(fā)生過(guò)，彈性振動(dòng)會(huì)完全破壞結(jié)晶殼，因此在鑄錠表面完全沒(méi)有柱狀區(qū)。

專門(mén)的一些試驗(yàn)說(shuō)明了結(jié)晶速度對(duì)于金屬組織的影響，這些試驗(yàn)的實(shí)質(zhì)如下，熱熔金屬被澆入水平組合錠模中，在鑄錠主動(dòng)對(duì)稱軸的方向上通過(guò)端面產(chǎn)生振動(dòng)，在導(dǎo)入振動(dòng)的錠壁的對(duì)面，安裝了不同材料的塞子，因此就就改變了金屬的結(jié)晶速度，在裝有耐火粘土磚塞子的鋼錠模中結(jié)晶的鑄錠宏觀試片上，柱狀晶粒區(qū)分布在只與金屬錠模相接觸的表面上，在耐火粘土塞子那面根本沒(méi)有柱狀組織，當(dāng)把耐火粘土塞換成金屬塞時(shí)，每一次都出現(xiàn)了定向結(jié)晶區(qū)。

文章出處：www.1csb.net （轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）