在一些化學(xué)親和力較強(qiáng)的元素的原子之間還可能形成不穩(wěn)定的 (臨時的)或穩(wěn)定
的化合物。這些化合物可能以固態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)出現(xiàn),有一部分在液態(tài)金屬的保持過程中上
浮或下沉,而有相當(dāng)一部分則懸浮于液態(tài)金屬中,成為夾雜物 (多數(shù)為非金屬夾雜物)。
總之,實際金屬和合金的液體在微觀上是由成分和結(jié)構(gòu)不同的游動原子集團(tuán)、空穴和許
多固態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)雜質(zhì)或化合物組成,而且還表現(xiàn)出能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏及濃度起伏等三
種起伏特征。
鑄件凝固過程中,許多物理參數(shù)都是與溫度密切相關(guān)的。因此,研究金屬液態(tài)成型過程
的凝固現(xiàn)象最主要的就是解決不同時刻,鑄型和鑄件中溫度場的變化。根據(jù)鑄件溫度場,
能預(yù)計其凝固過程中斷面上各時刻的凝固區(qū)域大小及變化,凝固速度,凝固時間,縮松和
孔的傾向等參數(shù),為正確設(shè)計工藝結(jié)構(gòu)及參數(shù)提供科學(xué)的依據(jù),從而改善鑄件組織及提高
性能。
研究鑄件溫度場的方法有:實測法、數(shù)學(xué)解析法和數(shù)值模擬法等。數(shù)學(xué)解析方法是利用
用數(shù)學(xué)方法研究鑄件和鑄型的傳熱,主要目的是利用傳熱學(xué)的理論。
而是在鑄件最后凝固的部位留下集中的縮孔,如圖136所示。由于集中縮孔容易消除 (如設(shè)置冒口),一般認(rèn)為這類合金
的補(bǔ)縮性良好。在板狀和棒狀鑄件上會出現(xiàn)中心線縮孔。這類合金鑄件在凝固過程中,當(dāng)收
縮受阻而產(chǎn)生晶間裂紋時,也容易得到金屬液的充填,使裂紋愈合,所以鑄件的熱裂傾向
性小。
寬結(jié)晶溫度范固的合金 (如高碳鋼、球墨鑄鐵、鋁銅合金、鋁鎂合金、鎂合金等)鑄件
圖137 體積凝固方式的縮松的凝固區(qū)域?qū)?,液態(tài)金屬的過冷很小,容易發(fā)展成為樹枝發(fā)達(dá)
的粗大等軸晶組織。當(dāng)粗大的等軸晶相互連接以后 (固相約占
70%),便將尚未凝固的液態(tài)金屬分割為一個個互不溝通的溶池,最后在鑄件中形成分散性的縮孔即縮松。