鑄件凝固過程中,許多物理參數(shù)都是與溫度密切相關(guān)的。因此,研究金屬液態(tài)成型過程
的凝固現(xiàn)象最主要的就是解決不同時刻,鑄型和鑄件中溫度場的變化。根據(jù)鑄件溫度場,
能預(yù)計其凝固過程中斷面上各時刻的凝固區(qū)域大小及變化,凝固速度,凝固時間,縮松和
孔的傾向等參數(shù),為正確設(shè)計工藝結(jié)構(gòu)及參數(shù)提供科學(xué)的依據(jù),從而改善鑄件組織及提高
性能。
研究鑄件溫度場的方法有:實測法、數(shù)學(xué)解析法和數(shù)值模擬法等。數(shù)學(xué)解析方法是利用
用數(shù)學(xué)方法研究鑄件和鑄型的傳熱,主要目的是利用傳熱學(xué)的理論。
。這是由于難熔化合物的結(jié)合
力強,在冷至熔點之前就及早地開始了原子集聚。對于
共晶成分合金,異類原子間不發(fā)生結(jié)合,而同類原子聚
合時,由于異類原子的存在所造成的阻礙,使它們聚合
緩慢,晶胚的形成滯后,故黏度較非共晶成分的低。
(3)夾雜 液態(tài)合金中呈固態(tài)的非金屬夾雜物的存
在使液態(tài)合金成為不均勻的多相系統(tǒng),液體流動時內(nèi)摩
擦力增加。造成液態(tài)合金的黏度增加,如鋼中的硫化錳、
氧化鋁、氧化硅等。
而是在鑄件最后凝固的部位留下集中的縮孔,如圖136所示。由于集中縮孔容易消除 (如設(shè)置冒口),一般認(rèn)為這類合金
的補縮性良好。在板狀和棒狀鑄件上會出現(xiàn)中心線縮孔。這類合金鑄件在凝固過程中,當(dāng)收
縮受阻而產(chǎn)生晶間裂紋時,也容易得到金屬液的充填,使裂紋愈合,所以鑄件的熱裂傾向
性小。
寬結(jié)晶溫度范固的合金 (如高碳鋼、球墨鑄鐵、鋁銅合金、鋁鎂合金、鎂合金等)鑄件
圖137 體積凝固方式的縮松的凝固區(qū)域?qū)挘簯B(tài)金屬的過冷很小,容易發(fā)展成為樹枝發(fā)達(dá)
的粗大等軸晶組織。當(dāng)粗大的等軸晶相互連接以后 (固相約占
70%),便將尚未凝固的液態(tài)金屬分割為一個個互不溝通的溶池,最后在鑄件中形成分散性的縮孔即縮松。