②σSG<σLS時(shí),cosθ為負(fù)值,即θ>90°。此情況下,液體傾向于形成球狀,稱之為液體能潤(rùn)濕固體。θ=180°為完全不潤(rùn)濕。
2影響界面張力的因素
(1)熔點(diǎn) 原子間結(jié)合力大的物質(zhì),其熔點(diǎn)高,表面張力也大。表13為幾種金屬的熔和表面張力。
(2)溫度 對(duì)于多數(shù)金屬和合金,
度升高,表面張力降低,即dσdt<0。這因?yàn)椋瑴囟壬邥r(shí),液體質(zhì)點(diǎn)間距增,表面質(zhì)點(diǎn)的受力不對(duì)稱性減弱,因表面張力降低。當(dāng)達(dá)到液體的臨界溫時(shí),由于氣液兩相界面消失,表面張等于零。但是,對(duì)于某些合金,如鑄
、碳鋼、銅及其合金等,其表面張力隨溫度的升高而增大,即dσdt>0。如圖1所示。
對(duì)應(yīng)著漸次收縮的鑄型體積,鑄件的冷卻速度比平面部分要小。由此可以
推論,鑄型中被液態(tài)金屬三面包圍的突出部分、型芯以及靠近內(nèi)澆道附近的鑄型部分,由于
有大量金屬液通過,被加熱到很高溫度,吸熱能力顯著下降,相對(duì)應(yīng)的鑄件部分,其溫度場(chǎng)
就比較平坦。
二、不同界面熱阻條件下的溫度場(chǎng)
1鑄件在絕熱鑄型中凝固
砂型、石膏型、陶瓷型、熔模鑄造等鑄型材料的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)小于凝固金屬的熱導(dǎo)率,可統(tǒng)
稱為絕熱鑄型。因此,在凝固傳熱中,金屬鑄件的溫度梯度比鑄型中的溫度梯度小得多。相
對(duì)而言,金屬中的溫度梯度可忽略不計(jì)。
實(shí)際金屬比上述現(xiàn)象復(fù)雜得多,因?yàn)楣I(yè)應(yīng)用的金屬主要是合金,而且是多元合金;原9
材料中存在多種多樣的雜質(zhì),有些雜質(zhì)的化學(xué)分析值雖然不高,甚至低于10-4數(shù)量級(jí),但
其原子數(shù)仍是驚人的;在熔化過程中,金屬與爐氣、熔劑、爐襯的相互作用還會(huì)吸收氣體帶
進(jìn)雜質(zhì),甚至帶入許多固、液體質(zhì)點(diǎn)。因此,實(shí)際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的。它也存在
著游動(dòng)原子集團(tuán)、空穴以及能量起伏,在原子集團(tuán)和空穴中溶有各種各樣的合金元素及雜質(zhì)
元素,由于化學(xué)鍵力和原子間結(jié)合力的不同,還存在著濃度起伏以至成分和結(jié)構(gòu)不同的游動(dòng)
原子集團(tuán)。