液態(tài)成型 (鑄造)是將熔化成液態(tài)的金屬澆入鑄型后一次制成需要形狀和性能的零件。
屬由液態(tài)→固態(tài)的凝固過程中的一些現(xiàn)象,如結(jié)晶、溶質(zhì)的傳輸、晶體長大、氣體溶解和
出、非金屬夾雜物的形成、金屬體積變化等都與液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)及其物理性質(zhì)有關(guān)。因此,
解液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì),是控制鑄件形成過程的必要基礎(chǔ)。
由于它與鑄型的接觸表面積相對較小,熱量散失比較緩慢,則充型能力較高。
鑄件的壁越薄,折算厚度就越小,就越不容易被充滿。另一方面,鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚薄部分
過渡面多,則型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜,流動阻力大,鑄型的充填就困難。
表明液體的原子間距接近固體,在熔點附近其系統(tǒng)的混亂度只是稍大于
固體而遠(yuǎn)小于氣體的混亂度。表12為一些金屬的熔化潛熱和汽化潛熱。如果說汽化潛熱
(固→氣)是使原子間的結(jié)合鍵全部破壞所需的能量,則熔化潛熱只有汽化潛熱的3%~7%,
即固→液時,原子的結(jié)合鍵只破壞了百分之幾。因此,可以認(rèn)為液態(tài)和固態(tài)的結(jié)構(gòu)是相似
的,金屬的熔化并不是原子間結(jié)合鍵的全部破壞,液體金屬內(nèi)原子仍然具有一定的規(guī)律性,
特別是在金屬過熱度不太高 (一般高于熔點100~300℃)的條件下更是如此。需要指出的
是,在接近汽化點時,液體與氣體的結(jié)構(gòu)往往難以分辨,說明此時液體的結(jié)構(gòu)更接近于
氣體。
表面活性元素在金屬表面富集,當(dāng)接近熔點時尤為顯著。因為在熔點附近的液體中有大
的原子集團,它們對體積大的原子的排擠也就越明顯。但是溫度升高時,原子排列的不規(guī)
性增加,溶質(zhì)和溶劑容易均勻混合,而削弱了表面富集現(xiàn)象。因而,隨著溫度的升高,表
張力反而有所增大,到一定溫度后,表面張力又降低。
原子體積很小的C、O、S等元素,在金屬中容易間隙到晶格中,也使晶格歪曲,勢能
加,也被排擠到金屬表面,成為表面活性元素。由于這些元素的自由電子很少,表面張力
,也會使金屬的表面張力降低。圖112所示為鎂合金中加入第二組元后表面張力的變化