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三、表面張力及其對成型過程的影響

１表面張力的實(shí)質(zhì)

表面張力是表面上存在的一個平行于表面且各向大小相等的張力。表面張力是由于物質(zhì)

在表面上的質(zhì)點(diǎn)受力不均勻而產(chǎn)生的。對于液體和氣體界面上的質(zhì)點(diǎn) （原子或分子），由于

液體的密度大于氣體的密度，故氣相對它的作用力遠(yuǎn)小于液體內(nèi)部對它的作用力，使表面層

質(zhì)點(diǎn)處于不平衡的力場之中。結(jié)果是表面層質(zhì)點(diǎn)受到一個指向液體內(nèi)部的力，使液體表面有

自動縮小的趨勢。

從物理化學(xué)可知，表面自由能是產(chǎn)生新的單位面積表面時系統(tǒng)自由能的增量。設(shè)恒溫、

恒壓下表面自由能的增量為ΔＦ，表面自由能為σ。

　　二、影響充型能力的因素及提高充型能力的措施

影響充型能力的因素是通過兩個途徑發(fā)生作用的：影響金屬與鑄型之間熱交換條件，而

改變金屬液的流動時間；影響金屬液在鑄型中的水力學(xué)條件，而改變金屬液的流速。影響液

態(tài)金屬充型能力的因素是很多的，為便于分析，將所有的因素歸納為如下四類：

１金屬性質(zhì)方面的因素

這類因素是內(nèi)因，決定了金屬本身的流動能力———流動性。

（１）合金的化學(xué)成分　合金的化學(xué)成分決定了結(jié)晶溫度范圍，因此合金的流動性與其成

分之間存在著一定的規(guī)律性。在流動性曲線上，對應(yīng)著純金屬、共晶成分和金屬間化合物的

地方出現(xiàn)大值，而隨結(jié)晶溫度范圍的增加，流動性下降，且在大結(jié)晶溫度范圍附近出現(xiàn)

小值 （如圖１１８、圖１１９所示）。

。這是由于難熔化合物的結(jié)合

力強(qiáng)，在冷至熔點(diǎn)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。