對于鑄件溫度場的影響,可從金屬性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、澆注條件及鑄件結(jié)構(gòu)四個方面來
析。
(1)金屬性質(zhì)的影響 金屬的熱擴散率大,鑄件內(nèi)部的溫度均勻化的能力就大,溫度梯
就小,斷面上溫度分布曲線就比較平坦;反之,溫度分布曲線就比較峻陡。金屬的結(jié)晶潛
大,向鑄型傳熱的時間則要長,鑄型內(nèi)表面被加熱的溫度也高,鑄件斷面的溫度梯度減
,鑄件的冷卻速度下降,溫度場也較平坦。金屬的凝固溫度越高,在凝固過程中鑄件表面
鑄型內(nèi)表面的溫度越高,鑄型內(nèi)外表面的溫差就越大,且鑄型的熱導率在高溫段隨溫度的
高而升高,致使鑄件斷面的溫度場有較大的梯度。
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(jié)構(gòu)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(zhì)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。
晶體中每個原子皆在平衡位置附近振動 (即所謂熱振
動),溫度升高時振動能量增加,振動頻率和振幅加大。
以雙原子為模型 (圖12),假設左邊的原子在坐標原點被
固定,而右邊的原子是自由的。當溫度升高時,右邊自由
振動原子的振幅增大,此時,若該原子以R0 為原點作簡諧振動,則其平衡位置仍是R0,這
樣就不會發(fā)生膨脹。但勢能曲線向右是水平漸近線,向左是垂直漸近線,是極不對稱的。