在這種情況下,鑄件和鑄型的溫度分布如圖125所示。因此可以認為,在整個傳熱過
程中,鑄件斷面的溫度分布是均勻的,鑄型內(nèi)表面溫度接近鑄件的溫度。如果鑄型足夠厚,
由于鑄型的導(dǎo)熱性很差,鑄型的外表面溫度仍然保持為t20。所以,絕熱鑄型本身的熱物理
性質(zhì)是決定整個系統(tǒng)傳熱過程的主要因素。
2金屬鑄型界面熱阻為主的金屬型中凝固
較薄的鑄件在工作表面涂有涂料的金屬型中鑄造時,就屬于這種情況。金屬鑄型界面
處的熱阻較鑄件和鑄型中的熱阻大得多,這時,凝固金屬和鑄型中的溫度梯度可忽略不計,
即認為溫度分布是均勻的,傳熱過程取決于涂料層的熱物理性質(zhì)。若金屬無過熱澆注,則界
面處鑄件的溫度等于凝固溫度 (tF=tC),鑄型的溫度保持為t20,如圖126所示。
表面活性元素在金屬表面富集,當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
因此,實際金屬和合金的液體結(jié)構(gòu)中存在著兩種起伏:一種是能
量起伏,表現(xiàn)為各個原子間能量的不同和各個原子集團間尺寸的不同;另一種是濃度起伏,
表現(xiàn)為各個原子集團之間成分的不同。
如果AB原子間的結(jié)合力較強,則足以在液體中形成新的化學鍵,在熱運動的作用下,
出現(xiàn)時而化合,時而分解的分子,也可稱為臨時的不穩(wěn)定化合物,或者在低溫時化合,在高
溫時分解。例如,硫在鐵液中高溫時可以完全溶解,而在較低溫度下則可能析出FeS。當
AB原子間或同類原子間結(jié)合非常強時,則可以形成比較強而穩(wěn)定的結(jié)合,在液體中就出現(xiàn)
新的固相 (如氧在鋁中形成Al2O3,氧與鐵中的硅形成SiO2 等)或氣相。