鑄件組織通常包括柱狀晶和等軸晶，由細(xì)小等軸晶形成的鑄件在常規(guī)服役條件下具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。凝固初期鑄型壁面上形核的激冷晶發(fā)生游離即為鑄件中等軸晶晶核來源之一。基于經(jīng)典形核理論，人們推斷型壁面存在的凹面有利于晶粒形核；大野篤美將鋁液澆注到具備不同表面粗糙的鋼制型腔中，發(fā)現(xiàn)粗糙型壁處有大量的晶粒形核，從而人為粗糙界面有利于晶粒形核；后續(xù)的一些研究也表明，晶核確實(shí)易于在型壁裂縫或小孔處出現(xiàn)。王文禮等在研究激冷表面形核現(xiàn)象時發(fā)現(xiàn)：粗糙表面形核具有明顯的局域性，形核區(qū)域與非形核區(qū)域之間的微觀形貌存在明顯的差異，這表明基低微觀形貌對形核點(diǎn)的選擇有著重要的影響。在實(shí)際基低表面上，存在著不同尺度及形貌的微細(xì)結(jié)構(gòu)。Turnbull、Fletcher和王猛等人通過分析界面結(jié)構(gòu)對異質(zhì)形核過程自由能變化的影響，分別考察了與晶胚尺度相當(dāng)?shù)男蚊财鸱鼘缑娈愘|(zhì)形核的影響機(jī)制；鄭浩勇則基于Wenzel潤濕模型，研究了基低表面小于晶胚尺度的形貌起伏對晶胚與基低潤濕角的影響，分析了基低表面粗糙度因子對晶胚形核功的影響規(guī)律，并指出，當(dāng)晶胚與基低之間的本征潤濕角大于90度時，基低界面越粗糙越不利于形核，這一觀點(diǎn)與粗糙界面有利于異質(zhì)性核的傳統(tǒng)觀點(diǎn)構(gòu)成了沖突。然而遺憾的是，鄭浩勇等并未支持這一分析結(jié)論的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，導(dǎo)致該推斷的說服力顯得不夠充分。
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2014年01月22日
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