C型鋼設備

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當使表面增加ΔＳ面積時，外界對系統(tǒng)所

做的功為ΔＷ＝σΔＳ。外界所做的功僅用于抵抗表面張力而使系統(tǒng)表面積增大所消耗的能量。

該功的大小等于系統(tǒng)自由能的增量，即

ΔＷ＝σΔＳ＝ΔＦσ＝ΔＦΔＳ（１１１）

由此可知，表面自由能即單位面積上的自由能。由于表面自由能可表達為力與位移的乘

積，因此，［σ］＝Ｊｍ２＝Ｎ·ｍｍ２ ＝Ｎｍ

這樣，σ又可理解為物體表面單位長度上作用著的力，即表面張力。表面自由能與表面

張力在數值上是相同的，它們是從不同角度描述了同一現(xiàn)象。但在習慣上往往都采用表

面張力這個名詞。

（３）鑄型中的氣體　鑄型有一定的發(fā)氣能力，能在金屬液與鑄型之間形成氣膜，可減小

的摩擦阻力，有利于充型。

根據實驗，濕型中加入質量分數小于６％的水和小于７％的煤粉時，液態(tài)金屬的充型能

高，高于此值時型腔中氣體反壓力增大，充型能力下降，如圖１２２所示。型腔中氣體

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反壓力較大的情況下，金屬液可能澆不進去，或者澆

口杯、頂冒口中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，甚至飛濺出來傷人。

所以，鑄型中的氣體對充型能力影響很大。

圖１３１（ｂ）左邊的曲線與鑄件斷面上各時刻的液相等溫線相對應，稱為 “液相邊界”，

右邊的曲線與固相等溫線相對應，稱為 “固相邊界”。從圖１３１（ｂ）可以看出，時間為２ｍｉｎ

時，距鑄件表面ｘ／Ｒ＝０６處合金開始凝固，由該處至鑄件中心的合金仍為液態(tài) （液相區(qū)）；

ｘ／Ｒ＝０２處合金剛剛凝固完了，從該處至鑄件表面的合金為固態(tài) （固相區(qū)），二者之間是

液固兩相區(qū) （凝固區(qū)）。到３２ｍｉｎ時，液相區(qū)消失。經過５３ｍｉｎ，鑄件壁凝固完畢。所

以，圖１３１（ｂ）的兩條曲線是表示鑄件斷面上液相和固相等溫線由表面向中心推移的動態(tài)

曲線?！耙合嗑€”邊界從鑄件表面向中心移動，所到之處凝固就開始；