可以看出,铸件的温度场随时间而变化,为不稳定温度场。铸件断面上的温度场
也称温度分布曲线。如果铸件均匀壁两侧的冷却条件相同,则任何时刻的温度分布曲线
对铸件壁厚的轴线是对称的。温度场的变化速率,即为表征铸件冷却强度的温度梯度。
温度场能更直观地显示出凝固过程的情况。
图131所示是铸件的凝固动态曲线,也是根据直接测量的温度时间曲线绘制的:首先
图131(a)上给出合金的液相线和固相线温度,把二直线与温度时间曲线相交的各点分
标注在图131(b)(x/R,τ)坐标系上,再将各点连接起来,即得凝固动态曲线。纵坐标
子x是铸件表面向中心方向的距离,分母R是铸件壁厚之半或圆柱体和球体的半径。因
固是从铸件壁两侧同时向中心进行,所以x/R=1表示已凝固至铸件中心。
这些杂质往往不只是一种,而是多种多样的,它们在液体中不会很均匀地分布。它们的存在方式也是不同的,有的以溶质方式,有的与其他原子形成某些化合物 (液态、固态或气态的夹杂物)。下面先就一个最简单的模型作一分析,假定液体中只存在一种杂质原子。当金属中存在第二种原子时 (如合金),情况就复杂多了。由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力是不同的,结合力较强的原子容易聚集在一起,把别的原子排挤到别处。因此,在游动集团中有的A种原子多,有的B种原子多,即游动集团之间存在着成分不均匀性,称为 “浓度起伏”。
二、黏滞性及其对成型过程的影响
1黏滞性的本质
液态金属的黏滞性 (也称黏度)对其充型过程、液态金属中的气体及非金属夹杂物的排
除、一次结晶的形态、偏析的形成等,都有直接或间接的作用。
如图17所示,当外力F(x)作用于液体表面时,由于质点间作用力引起的内摩擦力,
使得最表面的一层移动速度大于第二层,而第二层的移动速度大于第三层。
由式(15)可知,黏度与δ
3 成反比,与正比。能反映了原子间结合力
的强弱,而原子间距离也与结合力有关。因此,黏滞性的本质是质点间 (原子间)结合力的大小。