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

超聲波焊接機振動對結(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理，但我們愿意對能保證金屬組織細(xì)化的主要原因提出一些補充性的意見。超聲波焊接機振動的細(xì)化作用，在某種程度上與熔融金屬的過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)，但是我們知道對于金屬組織細(xì)化中的主導(dǎo)作用，我們偏重于從這個過程的另一機理來考慮，如果假設(shè)液體金屬在超聲波焊接作用下回強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結(jié)果，這時在液體金屬中便會出現(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數(shù)據(jù)所肯定。如果排除超聲波焊接機振動的破壞作用，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)把在金屬開始澆入錠模后，稍遲一會再導(dǎo)入振動，所得的鑄錠宏觀試片與不加彈性振動的鑄錠宏觀試片相比較后，我們就會給所提出的假設(shè)找到補充的證明，由于接通超聲波焊接振動，柱狀晶粒區(qū)有顯著的縮小，比如在澆注之后經(jīng)過30秒再接通振動，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。

從長大的金屬殼被破壞的觀點來看，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處理金屬時，鑄錠表面上結(jié)晶殼的晶粒長大速度，看來會超過結(jié)晶殼由于受到振動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)還會有少許的增加。當(dāng)把金屬澆入預(yù)熱的錠模中時，當(dāng)結(jié)晶面以極小的速度向前運動時，這在以后的幾次試驗中也曾發(fā)生過，彈性振動會完全破壞結(jié)晶殼，因此在鑄錠表面完全沒有柱狀區(qū)。

專門的一些試驗說明了結(jié)晶速度對于金屬組織的影響，這些試驗的實質(zhì)如下，熱熔金屬被澆入水平組合錠模中，在鑄錠主動對稱軸的方向上通過端面產(chǎn)生振動，在導(dǎo)入振動的錠壁的對面，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有柱狀組織，當(dāng)把耐火粘土塞換成金屬塞時，每一次都出現(xiàn)了定向結(jié)晶區(qū)。

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