冷却速度对铸件的影响很大，可直接影响铸件材料的微观结构和性能。
铝合金铸件（如 A356 和 A357 合金）的冷却速度越高，微观结构越精细，二次枝晶臂间距（SDAS）越小，共晶颗粒越细化。这种更精细的微观结构提高了铸件材料的延展性和拉伸性能[3,4]。
铸造过程冷却阶段的冷却速度会受到多种因素的影响。其中一个因素是后加热和冷却过程。重要的是要均匀地重新加热铸件，然后用有助于保持热量的材料将其包裹起来，使零件尽可能缓慢地冷却。快速冷却会导致铸件内部的热梯度增加，从而导致冷却不均匀和潜在的变形或开裂[8]。
在冷却阶段，会出现不同的冷却阶段，包括汽化阶段、沸腾阶段和对流阶段。在这些阶段中，冷却速度会发生变化，而这些阶段的控制对于实现铸件材料的理想性能至关重要。汽化阶段是油在热效应下转化为蒸汽的阶段，由于吸收了汽化潜热，因此冷却速度最快。但是，由于在工件周围形成蒸汽鞘而造成的过度隔热会降低冷却速度效率。对流阶段发生在温度变低、汽化阶段消失时，允许油的对流完成冷却至平衡温度[8]。
值得注意的是，由于零件本身的截面厚度不同，零件的冷却永远不会是均匀的。这些冷却的不均匀性会导致在冷却阶段的不同时间发生马氏体转变，从而导致零件膨胀和变形。在不同时间越过 Ms 点（马氏体开始温度）会在铸件材料中产生应力和潜在变形 [8]。
在焊接情况下，局部加热会导致受限膨胀，由此产生的应力取决于加热区（HZ）和铸件本体之间的热梯度。焊接前对铸件进行预热有助于最大限度地减小热梯度，降低焊接产生的拉伸应力。在无法进行预热的情况下，使用低温焊接工艺和低熔点焊条或焊丝有助于将应力和潜在裂纹降至最低[8]。
总之，铸造过程中的冷却速度会对铸件材料的微观结构、性能和潜在的变形或开裂产生重大影响。铝合金铸件的冷却速度越高，微观结构越精细，延展性和拉伸性能越好。控制冷却阶段和尽量减少冷却过程中的热梯度对于获得理想的性能和尽量减少潜在的变形或开裂非常重要。焊接中的预热有助于减少冷却阶段的应力和潜在裂纹。
想要提高铝合金铸件的质量？选择 KINTEK，您值得信赖的实验室设备供应商。我们先进的冷却系统可精确控制冷却过程，从而获得更精细的微观结构和更高的机械性能。我们的创新解决方案让您告别应力和开裂。立即联系我们，将您的铸造工艺提升到新的高度。
