3黏度對液態(tài)形成過程的影響
(1)對液態(tài)金屬流態(tài)的影響 流體的流態(tài)決定于雷諾
數(shù)Re。據(jù)流體力學(xué),臨界雷諾數(shù)Re臨等于2300,Re>2300
為紊流,
從以上二式得知,f層 ∝η,而f紊 ∝η0.2
??梢?,液態(tài)金屬的流動阻力在層流時受黏度的
影響遠(yuǎn)比在紊流時的大。液態(tài)金屬的動力黏度一般都大于水的動力黏度,但它們的運(yùn)動黏度
和水的接近。所以,一般澆注情況下,液態(tài)金屬在澆注系統(tǒng)和型腔中的流動皆為紊流。在型
腔的細(xì)薄部分,或在充型的后期,由于流速顯著下降,才呈層流流動。
故金屬的流動條件和溫度條件都在隨時改變,這必然影響到所測流動性的準(zhǔn)確度;各次試驗(yàn)所用鑄型條件也很難
精控制;每做一次試驗(yàn)要造一次鑄型。在生產(chǎn)和科研中螺旋形試樣應(yīng)用較多。真空試樣如
圖117所示,它的優(yōu)點(diǎn)是鑄型條件和液態(tài)金屬的充型壓頭穩(wěn)定,真空度可以隨液態(tài)金屬的
密度不同而改變,使各種金屬能在相同的壓頭下充填,從而增加了試驗(yàn)結(jié)果的對比性,可以
觀察充填過程,記錄流動長度與時間的關(guān)系。
實(shí)際金屬比上述現(xiàn)象復(fù)雜得多,因?yàn)楣I(yè)應(yīng)用的金屬主要是合金,而且是多元合金;原9
材料中存在多種多樣的雜質(zhì),有些雜質(zhì)的化學(xué)分析值雖然不高,甚至低于10-4數(shù)量級,但
其原子數(shù)仍是驚人的;在熔化過程中,金屬與爐氣、熔劑、爐襯的相互作用還會吸收氣體帶
進(jìn)雜質(zhì),甚至帶入許多固、液體質(zhì)點(diǎn)。因此,實(shí)際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的。它也存在
著游動原子集團(tuán)、空穴以及能量起伏,在原子集團(tuán)和空穴中溶有各種各樣的合金元素及雜質(zhì)
元素,由于化學(xué)鍵力和原子間結(jié)合力的不同,還存在著濃度起伏以至成分和結(jié)構(gòu)不同的游動
原子集團(tuán)。