可以看出,鑄件的溫度場隨時間而變化,為不穩(wěn)定溫度場。鑄件斷面上的溫度場
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,則任何時刻的溫度分布曲線
對鑄件壁厚的軸線是對稱的。溫度場的變化速率,即為表征鑄件冷卻強度的溫度梯度。
溫度場能更直觀地顯示出凝固過程的情況。
圖131所示是鑄件的凝固動態(tài)曲線,也是根據(jù)直接測量的溫度時間曲線繪制的:首先
圖131(a)上給出合金的液相線和固相線溫度,把二直線與溫度時間曲線相交的各點分
標(biāo)注在圖131(b)(x/R,τ)坐標(biāo)系上,再將各點連接起來,即得凝固動態(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)同時向中心進行,所以x/R=1表示已凝固至鑄件中心。
這些雜質(zhì)往往不只是一種,而是多種多樣的,它們在液體中不會很均勻地分布。它們的存在方式也是不同的,有的以溶質(zhì)方式,有的與其他原子形成某些化合物 (液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)的夾雜物)。下面先就一個最簡單的模型作一分析,假定液體中只存在一種雜質(zhì)原子。當(dāng)金屬中存在第二種原子時 (如合金),情況就復(fù)雜多了。由于同種元素及不同元素之間的原子間結(jié)合力是不同的,結(jié)合力較強的原子容易聚集在一起,把別的原子排擠到別處。因此,在游動集團中有的A種原子多,有的B種原子多,即游動集團之間存在著成分不均勻性,稱為 “濃度起伏”。
二、黏滯性及其對成型過程的影響
1黏滯性的本質(zhì)
液態(tài)金屬的黏滯性 (也稱黏度)對其充型過程、液態(tài)金屬中的氣體及非金屬夾雜物的排
除、一次結(jié)晶的形態(tài)、偏析的形成等,都有直接或間接的作用。
如圖17所示,當(dāng)外力F(x)作用于液體表面時,由于質(zhì)點間作用力引起的內(nèi)摩擦力,
使得最表面的一層移動速度大于第二層,而第二層的移動速度大于第三層。
由式(15)可知,黏度與δ
3 成反比,與正比。能反映了原子間結(jié)合力
的強弱,而原子間距離也與結(jié)合力有關(guān)。因此,黏滯性的本質(zhì)是質(zhì)點間 (原子間)結(jié)合力的大小。