铸件凝固方式可分为：1.逐层凝固2.体积凝固（糊状凝固）3.中间凝固
1、属于逐层凝固的合金补缩性较好，不易产生热裂，易获得组织致密的铸件。属于逐层凝固的合金有灰铸铁、低碳钢、工业用铜、工业用铝、铝硅合金、铝铁青铜和某些结晶温度范围小的黄铜等。
2、属于体积凝固的合金有球墨铸铁，高碳钢、锡青铜、铝铜合金、铝镁合金、镁合金、铅青铜和某些黄铜等。
通常认为体积凝固的合金补缩性较差，易产生热裂，难以获得组织致密的铸件。
3、如果合金的结晶温度范围较窄，或铸件截面温差较大，铸件截面上凝固区域宽度介于逐层凝固和体积凝固之间时，则属于中间凝固方式。
属于中间凝固的合金有碳钢、高锰钢、白口铁、呈中间凝固方式的铸件其补缩性，热裂倾向和流动性都介于以上两种凝固方式之间。
合金的凝固方式与合金的铸造性能关系：
逐层凝固的合金铸造时合金的流动性较好,充型能力强,缩孔、缩松比较集中,便于防止,其铸造性能好。糊状凝固的合金的流动性较差,易产生浇不到、冷隔等缺陷,而且易产生缩松,难以获得结晶紧实的铸件。
影响因素：
a合金的结晶温度范围合金结晶温度范围愈小，凝固区愈窄,合金趋于逐层凝固。
b凝固时铸件断面上温度分布梯度铸件的温度梯度较小，合金趋于糊状凝固。
我公司主要生产铝合金扁锭
大家都知道“连铸结晶器”是整个铸造过程中最重要的核心。（至于生么是结晶器请自行百度）
今天主要介绍我们行业所使用的4种Wagstaff结晶器，阅读后相信你会对铝合金扁锭铸造有一个浅显的了解。
EPSILON结晶器从传统的Wagstaff水孔结晶器扁锭技术升级而来的Epsilon™ 结晶器坚固耐用且易于使用，专门设计成允许金属液位达到理想高度，使扁锭表面质量得到改进。Epsilon的表现持续稳定，随着使用效果和实用性逐渐被更多人认可，全球用量稳步提升。当铸造某些合金时或者扁锭的宽厚比值很高时，为了安全和生产的稳定，控制锭尾翘曲是必须的。控制锭尾翘曲能减少余漏、漏铝、扁锭裂纹等缺陷的产生，创造一个对操作员更安全的铸造环境。这有赖于Wagstaff的SplitJet™增强冷却技术，此技术的特点是，两个水室各自拥有喷水孔，高的冷却速度使翘曲得到控制。总体来说，用Epsilon铸造的轧制扁锭翘曲小，从而生产出更高质量扁锭和更少废品，并为生产商带来更高的利润。EPSILON结晶器牢固的结构 - Epsilon™ 结晶器是由一块铝料精密加工而成机加工而成的水挡板提供优越的水分布与水流均匀性Epsilon技术可以与浮子/下浇管，Steady Eddies或自动结晶器金属液位控制配套使用适用于任何结晶器平台很容易对结晶器冷却水通道进行检查与清理结晶器内设有入水滤网，增加了一道避免异物侵入从而影响水分布的防线。滤网很容易拆卸进行现场的日常清洗。翘曲的降低减少了铸造开始的泄漏，创造更安全的开始条件，允许操作人员更多地采用自动控制。无需额外的降低锭尾翘曲工艺，如脉冲水或注射CO2。低成本的翘曲控制技术
LHC结晶器（LHC™ 轧制扁锭铸造技术）Wagstaff®的LHC™低液位组合轧制扁锭铸造技术是为提高扁锭质量与回收率而开发的。用LHC结晶器铸造的优质扁锭在铣面和切边方面带来显著的节约。与传统的直接冷凝铸造相比，LHC还允许更高的铸造速度并且显著减少润滑油的消耗。在当今这个环保意识强烈的世界里，因水中含有很少需要清理的油，使用LHC结晶器可降低运营陈本。LHC不仅有为精确扁锭尺寸设计的固定式结晶器，还可以用一个VariMold™结晶器允许铝生产商铸造多种宽度的优质扁锭。此外，实验结果显示，由于锭尾形状得到改善，比EMC电磁铸造的扁锭头、尾锯切量减少高达50%。LHC结晶器（LHC™ 轧制扁锭铸造技术）优良的扁锭表面提高了结晶器寿命翘曲的降低减少了铸造开始的泄漏，创造更安全的开始条件，减少操作人员的干预。无需额外的降低锭尾翘曲工艺，如脉冲水或注射CO2。多数普通合金都可以通过相同的结晶器来铸造，故只需一个结晶器设置。
减少对环境的影响:铸造每吨铝仅需不超过0.3毫升的油， 因此不需要供油系统，并且也可能不需要水处理系统。LHC 技术产生较少的废铝。
VARIMOLD可调式结晶器Wagstaff®的 LHC™ 低液位组合轧制扁锭铸造技术结晶器不仅有尺寸固定的形式，还有一种叫做VariMold™可变尺寸的形式，用一个结晶器铸造多种宽度的优质扁锭。Wagstaff的LHC技术提高扁锭质量与回收率，并在铣面和切边方面带来显著的节约。此外，实验结果显示，由于锭尾形状得到改善，比EMC铸造的扁锭头、尾锯切量减少高达50%。作为保护地球环境这个一直在进行着的努力之一部分，Wagstaff致力于帮助铝生产商找到任何机会，尽可能减少废料和废物以减小铸造生产对环境的影响。Wagstaff的LHC结晶器不仅因铸造速度提升而减少成本，还因其仅需其它铸造技术耗油量的大约5%而助推环保目标的实现。VARIMOLD可调式结晶器优良的扁锭表面提高了结晶器寿命翘曲的降低减少了铸造开始的泄漏，创造更安全的开始条件，减少操作人员的干预。无需额外的降低锭尾翘曲工艺，如脉冲水或注射CO2。多数普通合金都可以通过相同的结晶器来铸造，故只需一个结晶器设置。减少对环境的影响:铸造每吨铝仅需不超过0.3毫升的油， 因此不需要供油系统，并且也可能不需要水处理系统。LHC 技术产生较少的废铝实现不同的端面形状而无需更换轧制面扁锭宽度调节可进行微调通过重设轧制面或端面来铸造不同尺寸的扁锭减少结晶器数量，一个VariMold可铸造多至20种尺寸的扁锭具有减少热轧修边这一潜在优点
水孔结晶器Wagstaff®的水孔结晶器用于铝扁锭的直接冷凝铸造已经有几十年时间，水孔结晶器的设计已经获得优化，这种通用性极强的铝扁锭铸造结晶器结构牢固且运行可靠。由一整块铝料经机械加工而成，结晶器本体坚固。Wagstaff计算机控制自动加工过程保证了精密度与一致性。先进的制造技术、Wagstaff的AutoCast自动控制与Wagstaff的专家协助，联合起来成为推动扁锭铸造车间生产力的有力工具。水孔结晶器可以与浮子/下浇管，Steady Eddies或自动结晶器内金属液位控制配套使用。水孔结晶器操作容易维护简单，需要更换或维护的件少。与任何结晶器平台匹配在很多生产环境中得到验证运作成本低
DZ422是镍基沉淀硬化型定向凝固柱晶高温合金，使用温度在1050°C以下，是我国同类合金中性能水平最高的合金之一。合金具有良好的中、高温综合性能以及优异的抗冷热疲劳性能。合金中含co(H f)1.5%,提高合金横向强度并使用具有良好的铸造性能，可铸成壁厚小至0.5mm的帯有复杂内腔的无 余量定向凝固空心叶片，适合于制造燃气涡轮转子叶片和导向叶片以及其他高温用零件。
合金已用于制作航空发动机中在1000°C以下工作的燃气涡轮转子叶片，以〔050°C以下工作的导向叶 片，使用情况良好。国外相近合金广泛用于制造各种先进航空发动机转子叶片和导向叶片。
零件表面可进行渗AI或渗AlSi涂层的表面防护处理，可显著提高合金的抗氧化和耐热腐蚀能力。合金 经850°C~950°C长期时效后，析出少量卩相。
GB/T 14992高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号
HB 7762航空发动机用定向凝固柱晶和单晶高温合金锭规范
HB/Z 140航空用高温合金热处理工艺
熔炼与铸造工艺
采用真空感应炉炉炼母合金，真空定向凝固炉重熔浇注定向凝固试棒和零件。
化学成分.
镍基髙温合金被广泛地用于航空、航海、石油、化工等范畴。K418资料是一种採基高温合金，它是 在航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等高温部位 件的主要用材，在先进的飞机发动机中这种合金的重量占50%以上，使用温度在650~1100P范围内。这种资料在实际使用过程中因为存在一些机加工缺点及资料本身的铸造缺点，常常致使构件前期失效，因而对K418资料的缺口敏感性研讨是至关重要的。
缺口敏感性实验是为了了解当材料在带有必定的应力会集的缺口条件下，在外加 应力到达损坏的情况后，其抵抗裂缝扩展的倾向和能力。关于K418资料现在主要研讨会集在 K418资料与42CrMo异种资料衔接的相关问 同时有些学者也对热处理工艺方面的问题 进行了研讨迷。对髙温合金GH2036,GH4169及TiAl合金的缺口敏感性也做了相应作业得出缺口敏感度的临界值等相关重要参数。本文初步对K4I8资料的缺口敏感性进行了一些研讨。
1实验
用电火花线切割机制取光滑及缺口平板拉伸 试样，试样尺寸别离如图1, 2所示。缺口平板拉 伸试样采用64 mm x 14 mmx2 mm,带有60。角的 “V”形缺口，缺口深度a = l mm的双方缺口平板 试样.4组缺门拉伸试样的底角圆弧半径p别离取0.08 , 0.13 , 0.25 和0.85 mmo 然后在 Instron 试验 机上进行平板拉伸和缺口拉伸试验，试验机速度 为1 mm-min ',试验机自动记录了材料的屈从强 度、载荷与位移等。经过扫描电子显微镜JEOL-6700F对全部试样 的断口进行具体查询，用以确认开裂的形状，另外 对其微观缺点也进行了查询剖析。
2成果与评论
2.1宏观成果分析
拉伸实验测得的成果如表1所示，拉伸曲线如 图3所示。从图3中能够看出缺口半径为0.08和 0.13 mm的曲线D, F的抗拉强度大于润滑试样的 抗拉强度，缺口半径为0.25和0.85 mm的曲线 H, J的抗拉强度小于润滑试样的抗拉强度。资料 的缺口灵敏性通常用缺口灵敏度NSR (notch sensitivity ratio)来表征。界说NSR = ffbo/ffo,其间八， an分别为带缺口试样和无缺口等截面润滑试样的 抗拉强度。当NSR的值在1附近或比1大时，表明资料对缺口不灵敏，由于带缺口试件的抗拉强度 大于或约等于润滑试件的抗拉强度；当NSR的值 明显小于1时，表明资料对缺口灵敏，由于带缺口 试件的抗拉强度明显小于润滑试件的抗拉强度， 且NSR值越小表明缺口越灵敏
由表1所示结果经过公式NSR =竺和K,="b1 +2多计算出试样的缺口灵敏度和应力会集系 数〔闵，结果如表2所示。根据NSR判据，缺口尺 0.08和0.13 mm的缺口试样对缺口是不灵敏 的，缺口尺度为0.25和0.85 mm的缺口试样对缺 口是灵敏的。所以得出结论：缺口尺度在0. B ~ 0.25 mm之间有一个临界值，当缺口尺度等于或大 于这一值时试样存在缺曰敏理性。别的，材料的抗 拉强度跟着应力会集系数K的增大而增大，材 料的缺口灵敏度跟着应力会集系数的增加而下降。
由此阐明应力会集系数对资料的抗拉强度和缺口 灵敏度的影响是比较大的。跟着资料应力汇集成系 数的増大，其抗拉强度増加。材料的抗拉强度跟着 资料的缺口半径的增加而下降。在缺口半径小于 0.25 mm时，资料的抗拉强度随着其缺口半径的降低 低迅速的增加，当大于这一值时，跟着缺口半径的增加 增加，强度的下降程度减慢。由此阐明，资料的缺失 半径对抗拉强度和缺口灵敏度的影响是比较大 的。因为缺口半径为0.08和0.13 mm的缺口试样 NSR刚刚超越1,因此总体来说跟着缺口半径的増 大，其抗拉强度和缺曰灵敏度均在下降，而且都在
缺口半径小于某一值时，其下降的速率变大。
不同缺口半径下试样缺口前沿应力应变散布 的计算结果如图4所示，当外加应力为478 MPa, 也即一切试样微观均处于弹性阶段时(如图3所 示)，缺口前沿的应力应变散布如图4(a)和(b)所示 示。显然缺门半径最小的试样其应力集中和应力 强化最大，塑性应变也就越大，即相同的外加应力 下缺口半径越小的试样塑性变形越大，应力强化 程度越大。因为资料实践的拉伸强度是资料的属 性格，是必定的，并不跟着外在条件的变化而变化, 所以要达到相同的变形，缺口半径越小的试样其 外加的应力应该越大。因此得到如表2所示的结 果然，跟着缺口半径的减小，缺口强度随之增加。
如 果试样在加载的过程中现已微观屈服，这时的应 力应变散布如图4(c)和(d)所示，这时应力应变 显著添加，并旦高应力和高应变的区域也增加。如 果试样没有没有缺口敏感性，应该一切的NSR接 近1或者大于1,也就是说图3中H,J齒条曲线也 应该在B曲线的上方。综合说明缺口敏感性欠缺 根部半径尺度坐落0. 13 -0.25 mm之间有一个 临界值，当缺口尺度等于或大于这一值时试样存在 在缺口敏感性。得出的这一结论可以对K418合金 铸造缺点监測方面供给一理论依据。
2.2微观组织及断口查询效果及分析
图5是K418合金的光学显微组织图，K418合 金具有一般铸造镣基高温合金显微组织的特征， 首要由4种相组成：7固溶体，V堆积强化相，MC 型碳化物，M3B2型硼化物。在7基体上弥散散布 堆积相，它是合金的首要强化相,约占合金总重 信的55% (质量分数)。在晶界和枝品间有寸)'共 晶相，约占合金体积的2%, MC型碳化物占合金 总重量1%左右。
还有极少量的M3B2硼化物3)。 图5(a)是通过腐蚀之后得到的金相图，为典型的 枝晶形态；图5(b)和(c)为没有腐蚀用以查询铸 造缺陷的图。从图5(b)中可以看到明晰的疏松。 图5(c)中白色的针状組织是偏聚在晶界上的 相，这是造成枝晶间断裂强度下降的首要原因。扫描电镜断口查询效果发现断口中枝晶撕裂 棱较多，在撕裂棱之间有少量小的韧窝。经断口观 发现首要组织缺陷是枝晶偏析(图6(a))和疏松 (图 6(b))。
图7是两个K418合金光滑无缺口拉伸试样的 应力应变曲线，可是经过显微安排和断口调查发 现0号试样的铸造缺点比1,试样的铸造缺点多很 多。由图7可知：0.试样和1,试样的抗拉强度虽然 差不多，然而。'试样的拉伸塑性及变形程度比1' 试样小的多。这是因为0'试样(图8(b)所示)比1' 试样(图8(a)所示)存在较多的铸造缺点，显然铸 造缺点显着影响资料的力学性能。对于K418合金 来说铸造缺点越多拉伸塑性越差，也即资料变得更
脆。尽管如此，从图7中发现铸造缺点不同的试样 只是影响其拉伸的伸长，即塑性变形1：,对其抗拉 强度影响较小。一起表1中其他不同缺口试样的每 一組实验都是两个试样的平均值，每一组试样抗 拉强度相差也不是很大。因而，即使每个试样中的 缺陷不同，可是因为对抗拉强度影响并不大，即对 本文中要点讨论的缺口敏感度影响并不大。
另外从K418资料的断口图6和8可知，该种 资料的开裂即不是一般的典型脆性开裂，也不是 典型的耐性开裂。在其断口描摹上既有耐性开裂 的特征，又有脆性开裂的特征。耐性开裂的特征表 现为有必定的韧窝及撕裂棱。而脆性的特征表现 为光滑明亮的解理小平面，同时在小平面内也出 现二次微裂纹。同时在这种韧脆混合的开裂形态 中也能够看到存在许多柱状树枝晶，这与资料在 凝结时的条件有很大的联系。
3定论
1.所有双边V型缺口试样在拉伸载荷效果 下,试样的起裂首先发生在缺口根部，然后沿着缺 陷处进一步扩展直至断裂。
2.缺口敏感性在缺口根部半径尺度坐落 0.13-0.25 mm之间有一个临界值，当缺口尺度等 于或大于这一值时试样存在缺口敏感性。
3.原始铸态的K418合金树枝晶粗大，K418 合金的铸造缺陷主要是枝晶偏析和疏松。铸造缺 陷尺度越大或越多，材料更简单断裂，体现岀脆性 更大，塑性及变形能力较差；反之亦然。
