三、鑄件溫度場(chǎng)的測(cè)定及動(dòng)態(tài)凝固曲線
鑄件溫度場(chǎng)測(cè)定方法的示意圖如圖129所示。將一組熱電偶的熱端固定在型腔中 (如
鑄型中)的不同位置,利用多點(diǎn)自動(dòng)記錄電子電位計(jì) (或其他自動(dòng)記錄裝置)作為溫度測(cè)量
和記錄裝置,即可記錄自金屬液注入型腔起至任意時(shí)刻鑄件斷面上各測(cè)溫點(diǎn)的溫度時(shí)間曲
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線,如圖130(a)所示。根據(jù)該曲線可繪制
出鑄件斷面上不同時(shí)刻的溫度場(chǎng) [圖130
(b)]和鑄件的凝固動(dòng)態(tài)曲線 [圖131(b)]。
鑄件溫度場(chǎng)的繪制方法是:以溫度為縱
坐標(biāo),以離開鑄件表面向中心的距離為橫坐
標(biāo),將圖130(a)中同一時(shí)刻各測(cè)溫點(diǎn)的溫
度值分別標(biāo)注在圖130(b)的相應(yīng)點(diǎn)上,連
接各標(biāo)注點(diǎn)即得到該時(shí)刻的溫度場(chǎng)。以此類
推,則可繪制出各時(shí)刻鑄件斷面上的溫度場(chǎng)。
距離再縮短時(shí),吸引力又逐漸減小,
到R=R0時(shí),相互作用力等于零 (F=0),此時(shí)達(dá)到平衡,
R0 為平衡距離。當(dāng)距離小于平衡距離R0 時(shí),出現(xiàn)排斥力
(P>0),并隨距離的繼續(xù)縮短而迅速增大。作用力F是由
引力和斥力構(gòu)成的合力。吸引力是異性電荷間的庫侖引
力;排斥力是同性電荷之間的斥力和。兩個(gè)原子的相互作
用勢(shì)能W (R)的曲線如圖11(b)所示,可見在R=R0
時(shí),對(duì)應(yīng)于能量的極小值,狀態(tài)穩(wěn)定。這說明,原子之間
傾向于保持一定的間距,這就是在一定條件下,金屬中的
原子具有一定排列的原因。
對(duì)于結(jié)晶溫度范圍較寬的合金,散失一部分
(約20%)潛熱后,晶粒就連成網(wǎng)絡(luò)而阻塞流動(dòng),
大部分結(jié)晶潛熱的作用不能發(fā)揮,所以對(duì)流動(dòng)性影
響不大。但是,也有例外的情況,當(dāng)初生晶為非金
屬,或者合金能在液相線溫度以下以液固混合狀
態(tài),在不大的壓力下流動(dòng)時(shí),結(jié)晶潛熱則可能是個(gè)
重要的因素。例如,在相同的過熱度下AlSi合金的流動(dòng)性,在共晶成分處并非大值,而
在過共晶區(qū)里繼續(xù)增加 (圖121),就是因?yàn)槌跎柘嗍潜容^規(guī)整的塊狀晶體,且具有較小
的機(jī)械強(qiáng)度,不形成堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò),能夠以液固混合狀態(tài)在液相線溫度以下流動(dòng)。