2流動(dòng)性的測(cè)定
由于影響液態(tài)金屬充型能力的因素很多 (后述),在工程應(yīng)用及研究中,不能籠統(tǒng)地對(duì)
各種合金在不同的鑄造條件下的充型能力進(jìn)行比較。通常用相同實(shí)驗(yàn)條件下所測(cè)得的合金流
動(dòng)性表示合金的充型能力。因此,可以認(rèn)為合金的流動(dòng)性是在確定條件下的充型能力。液態(tài)
金屬的流動(dòng)性是用澆注 “流動(dòng)性試樣”的方法衡量的。在實(shí)際中,是將試樣的結(jié)構(gòu)和鑄型性
質(zhì)固定不變,在相同的澆注條件下,例如在液相線以上相同的過(guò)熱度或在同一的澆注溫度
下,澆注各種合金的流動(dòng)性試樣,以試樣的長(zhǎng)度或以試樣某處的厚薄程度表示該合金的流動(dòng)
性。對(duì)于同一種合金,也可以用流動(dòng)性試樣研究各鑄造因素對(duì)其充型能力的影響。
熔化潛熱使晶粒瓦解,液體原子具有更高
的能量,而金屬的溫度并不升高。從熱力學(xué)角度,在恒壓時(shí),外界所供給的潛熱,除使體積
膨脹做功外,還增加系統(tǒng)的內(nèi)能,如式(11)所示。在等溫等壓下,熵值的增量如式(12)
所示。
系統(tǒng)熵值增加表示原子排列發(fā)生紊亂。因此,熔化過(guò)程就是金屬?gòu)囊?guī)則的原子排列突變
為紊亂的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。
2液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)
(1)從物質(zhì)熔化 (汽化)過(guò)程對(duì)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) 如表11所示,金屬物質(zhì)熔化時(shí)
的體積一般僅增加3%~5%,即原子平均間距僅增加1%~15%,熔化時(shí)的熵值變化量遠(yuǎn)
小于加熱膨脹過(guò)程。
晶體中每個(gè)原子皆在平衡位置附近振動(dòng) (即所謂熱振
動(dòng)),溫度升高時(shí)振動(dòng)能量增加,振動(dòng)頻率和振幅加大。
以雙原子為模型 (圖12),假設(shè)左邊的原子在坐標(biāo)原點(diǎn)被
固定,而右邊的原子是自由的。當(dāng)溫度升高時(shí),右邊自由
振動(dòng)原子的振幅增大,此時(shí),若該原子以R0 為原點(diǎn)作簡(jiǎn)諧振動(dòng),則其平衡位置仍是R0,這
樣就不會(huì)發(fā)生膨脹。但勢(shì)能曲線向右是水平漸近線,向左是垂直漸近線,是極不對(duì)稱(chēng)的。