① 鋼球模型 假設液態(tài)金屬是均質(zhì)的、密度集中的、
列紊亂的原子堆積體。其中既無晶體區(qū)域,又無大到足
容納另一原子的空穴。在構建液體結構幾何模型的實驗
,用無規(guī)則堆積的鋼球灌以油漆,固化后統(tǒng)計單個球接
點的數(shù)目。根據(jù)統(tǒng)計結果可確定該結構的平均配位數(shù),
液態(tài)結構的平均配位數(shù)。發(fā)現(xiàn),在紊亂密集的球堆中存
高度致密區(qū),其統(tǒng)計結構獲得的偶分布函數(shù)g(r)與液體
的衍射實驗結構很好吻合。鋼球模型形象地描述了液體
程有序遠程無序的特征,為奠定液體結構的統(tǒng)計幾何基
做出了重要貢獻。
②σSG<σLS時,cosθ為負值,即θ>90°。此情況下,液體傾向于形成球狀,稱之為液體能潤濕固體。θ=180°為完全不潤濕。
2影響界面張力的因素
(1)熔點 原子間結合力大的物質(zhì),其熔點高,表面張力也大。表13為幾種金屬的熔和表面張力。
(2)溫度 對于多數(shù)金屬和合金,
度升高,表面張力降低,即dσdt<0。這因為,溫度升高時,液體質(zhì)點間距增,表面質(zhì)點的受力不對稱性減弱,因表面張力降低。當達到液體的臨界溫時,由于氣液兩相界面消失,表面張等于零。但是,對于某些合金,如鑄
、碳鋼、銅及其合金等,其表面張力隨溫度的升高而增大,即dσdt>0。如圖1所示。
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
標注在圖131(b)(x/R,τ)坐標系上,再將各點連接起來,即得凝固動態(tài)曲線。縱坐標
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
固是從鑄件壁兩側同時向中心進行,所以x/R=1表示已凝固至鑄件中心。