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3.凝固方式對鑄件質量的影響
鑄件的致密性和健全性與合金的凝固
方式密切相關。由上節(jié)所述可知,在鑄件斷面溫度場相近的情況下,無論何種合金,它們的
結晶溫度范圍的大小對凝固方式的影響有共同的規(guī)律性。根據結晶溫度范圍將合金分為窄結
晶溫度范圍合金、寬結晶溫度范圍合金和中等結晶溫度范圍合金三種類型。
由于純金屬、共晶成分合金和窄結晶溫度范圍的合金在一般的鑄造條件下是以逐層方式
凝固的,其凝固前沿直接與液態(tài)金屬接觸。當液態(tài)金屬凝固成為固體而發(fā)生體積收縮時,可
以不斷地得到液體的補充,所以產生分散性縮松的傾向性小。
表明液體的原子間距接近固體,在熔點附近其系統的混亂度只是稍大于
固體而遠小于氣體的混亂度。表12為一些金屬的熔化潛熱和汽化潛熱。如果說汽化潛熱
(固→氣)是使原子間的結合鍵全部破壞所需的能量,則熔化潛熱只有汽化潛熱的3%~7%,
即固→液時,原子的結合鍵只破壞了百分之幾。因此,可以認為液態(tài)和固態(tài)的結構是相似
的,金屬的熔化并不是原子間結合鍵的全部破壞,液體金屬內原子仍然具有一定的規(guī)律性,
特別是在金屬過熱度不太高 (一般高于熔點100~300℃)的條件下更是如此。需要指出的
是,在接近汽化點時,液體與氣體的結構往往難以分辨,說明此時液體的結構更接近于
氣體。
方程式(118)給出的是各參量之間的最普遍關系,它可以確定一切固體內的導熱現象。
因此,導熱微分方程可以用來確定鑄件和鑄型的溫度場。由于導熱微分方程式是一個基本方
程式,用它來解決某一具體問題時,為了使方程式的解
確實成為該具體問題的解,就必須對基本方程式補充一
些附加條件。這些附加條件就是一般所說的單值性條件。
它們把所研究的特殊問題從普遍現象中區(qū)別出來。
在不穩(wěn)定導熱(tτ≠0)的情況下,導熱微分方程的解
具有非常復雜的形式。目前只能用來解決某些特殊的問
題。例如,對于形狀最簡單的物體 (如平壁、圓柱、
球),它們的溫度場都是一維的,可以得到解決。