;鑄件在凝固過程中又不斷地釋放出結(jié)晶潛
熱,其斷面上存在著已凝固完畢的固態(tài)外殼、液固態(tài)并存的凝固區(qū)域和液態(tài)區(qū),在金屬型中
凝固時還可能出現(xiàn)中間層。因此,鑄件與鑄型的傳熱是通過若干個區(qū)域進行的,此外,鑄型
和鑄件的熱物理參數(shù)還都隨溫度而變化,不是固定的數(shù)值等。將這些因素都考慮進去,建立
一個符合實際情況的微分方程式是很困難的。因此,用數(shù)學(xué)分析法研究鑄件的凝固過程時,
必須對過程進行合理的簡化。
在鑄件和鑄型的不穩(wěn)定導(dǎo)熱過程中,溫度與時間和空間的關(guān)系可用傅里葉導(dǎo)熱微分方程
描述:
可以看出,鑄件的溫度場隨時間而變化,為不穩(wěn)定溫度場。鑄件斷面上的溫度場
也稱溫度分布曲線。如果鑄件均勻壁兩側(cè)的冷卻條件相同,則任何時刻的溫度分布曲線
對鑄件壁厚的軸線是對稱的。溫度場的變化速率,即為表征鑄件冷卻強度的溫度梯度。
溫度場能更直觀地顯示出凝固過程的情況。
圖131所示是鑄件的凝固動態(tài)曲線,也是根據(jù)直接測量的溫度時間曲線繪制的:首先
圖131(a)上給出合金的液相線和固相線溫度,把二直線與溫度時間曲線相交的各點分
標注在圖131(b)(x/R,τ)坐標系上,再將各點連接起來,即得凝固動態(tài)曲線??v坐標
子x是鑄件表面向中心方向的距離,分母R是鑄件壁厚之半或圓柱體和球體的半徑。因
固是從鑄件壁兩側(cè)同時向中心進行,所以x/R=1表示已凝固至鑄件中心。
。這是由于難熔化合物的結(jié)合
力強,在冷至熔點之前就及早地開始了原子集聚。對于
共晶成分合金,異類原子間不發(fā)生結(jié)合,而同類原子聚
合時,由于異類原子的存在所造成的阻礙,使它們聚合
緩慢,晶胚的形成滯后,故黏度較非共晶成分的低。
(3)夾雜 液態(tài)合金中呈固態(tài)的非金屬夾雜物的存
在使液態(tài)合金成為不均勻的多相系統(tǒng),液體流動時內(nèi)摩
擦力增加。造成液態(tài)合金的黏度增加,如鋼中的硫化錳、
氧化鋁、氧化硅等。