一般來說,狀態(tài)
圖上具有較穩(wěn)定的化合物的合金,在一定的成分范圍內(nèi)熔化以后,這種化合物不易分解,即
在液態(tài)中容易保留相近成分的原子集團(tuán)。
有些熔點(diǎn)較低而在金屬中固溶能力很低的元素,同類原子間 (BB)的結(jié)合力比金屬
(AA)及其與金屬的原子結(jié)合力 (AB)也較小時(shí) (不形成化合物),則AA原子易聚集在
一起,而把B原子排擠在原子集團(tuán)外圍和液體的界面上,如同吸附在其表面一樣。但當(dāng)這
種元素的加入量較大時(shí),則也可以被排擠在一起形成BB原子集團(tuán),甚至形成液體的分層。
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)稱的。
在鑄件斷度梯度相近的情況下,固液相區(qū)的寬度取決于鑄件合金的凝固溫度區(qū)間ΔtC 的大小。圖
8是三種不同碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳鋼在砂型和金屬型中凝固時(shí)測(cè)得的動(dòng)態(tài)凝固曲線??梢?,
碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,碳鋼的結(jié)晶溫度范圍在不斷擴(kuò)大,鑄件斷面的凝固區(qū)域隨之加寬。低
在砂型中的凝固近于逐層凝固方式,中碳鋼為中間凝固方式,高碳鋼近于體積凝固。
當(dāng)鑄件合金成分確定后,鑄件斷面固液相區(qū)的寬度則取決于鑄件中的溫度梯度。溫度梯
度較大時(shí),固液相區(qū)的寬度較窄,則合金趨向于逐層凝固方式,反之依然。