可以看到,液態(tài)鋁中的原子的排列在幾個(gè)原子間距的小范圍內(nèi),與其固態(tài)鋁原子的排列
圖15?。罚埃啊鏁r(shí)液態(tài)Al中原子分布曲線
[當(dāng)r→∞時(shí),ρ(r)→ρ0,表示
較大體積中的原子平均密度
(相當(dāng)于非晶態(tài)材料)]
方式基本一致,呈現(xiàn)出一定的有規(guī)則排列;而距離遠(yuǎn)的原子
排列就不同于固態(tài)了,表現(xiàn)為無(wú)序狀態(tài)。這也是液態(tài)金屬結(jié)
構(gòu)的主要特征,稱之為 “近程有序”、“遠(yuǎn)程無(wú)序”結(jié)構(gòu)。
(3)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理論模型 對(duì)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理
論描述至今還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的、系統(tǒng)的、科學(xué)的模型。以
下就幾類典型模型做簡(jiǎn)要介紹。
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(guò),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)。
可以看出,鑄件的溫度場(chǎng)隨時(shí)間而變化,為不穩(wěn)定溫度場(chǎng)。鑄件斷面上的溫度場(chǎng)
也稱溫度分布曲線。如果鑄件均勻壁兩側(cè)的冷卻條件相同,則任何時(shí)刻的溫度分布曲線
對(duì)鑄件壁厚的軸線是對(duì)稱的。溫度場(chǎng)的變化速率,即為表征鑄件冷卻強(qiáng)度的溫度梯度。
溫度場(chǎng)能更直觀地顯示出凝固過(guò)程的情況。
圖131所示是鑄件的凝固動(dòng)態(tài)曲線,也是根據(jù)直接測(cè)量的溫度時(shí)間曲線繪制的:首先
圖131(a)上給出合金的液相線和固相線溫度,把二直線與溫度時(shí)間曲線相交的各點(diǎn)分
標(biāo)注在圖131(b)(x/R,τ)坐標(biāo)系上,再將各點(diǎn)連接起來(lái),即得凝固動(dòng)態(tài)曲線??v坐標(biāo)
子x是鑄件表面向中心方向的距離,分母R是鑄件壁厚之半或圓柱體和球體的半徑。因
固是從鑄件壁兩側(cè)同時(shí)向中心進(jìn)行,所以x/R=1表示已凝固至鑄件中心。