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五、鑄件的凝固時間

鑄件的凝固時間是指從液態(tài)金屬充滿型腔后至凝固完畢所需要的時間，

單位時間凝固層增長的厚度稱之為凝固速度。鑄件的凝固時間是確定工藝

參數，獲得優(yōu)良質量鑄件的重要依據。如在設計冒口和冷鐵時需要對鑄件的凝固時間進行估

算，以保證冒口具有合適的尺寸和正確布置冷鐵。對于大型鑄件及生產線的流水作業(yè)，也需

要對其凝固時間進行估算。

１．理論推導

仍以無限大平板件為例，在溫度場推導的基礎上對凝固時間進行簡化的理論推導。

由前述對無限大平板的溫度場中推導公式

鑄件的凝固實際上是不會進行的。所以增加過熱程度，相當于提高了鑄型的溫度，使鑄件的溫度梯度減小。

在金屬型鑄造中，由于鑄型具有較大的導熱能力，而過熱熱量所占比重又很少，能夠迅

速傳導出去，所以澆注溫度的影響不十分明顯。

（４）鑄件結構的影響　厚壁鑄件比薄壁件含有更多的熱量，當凝固層逐漸向中心推進

時，必然要把鑄型加熱到更高的溫度。鑄件越厚大，溫度梯度就越小。薄壁件比厚壁件的溫

度梯度大。鑄件的性質復雜程度也對溫度場有較大的影響，鑄件的棱角和彎曲表面與平面壁

的散熱條件不同，在鑄件表面積相同的情況下，向外部凸出的曲面，如球面、圓柱表面、Ｌ

形鑄件的外角。

在一些化學親和力較強的元素的原子之間還可能形成不穩(wěn)定的 （臨時的）或穩(wěn)定

的化合物。這些化合物可能以固態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)出現，有一部分在液態(tài)金屬的保持過程中上

浮或下沉，而有相當一部分則懸浮于液態(tài)金屬中，成為夾雜物 （多數為非金屬夾雜物）。

總之，實際金屬和合金的液體在微觀上是由成分和結構不同的游動原子集團、空穴和許

多固態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)雜質或化合物組成，而且還表現出能量起伏、結構起伏及濃度起伏等三

種起伏特征。