在鑄件斷度梯度相近的情況下,固液相區(qū)的寬度取決于鑄件合金的凝固溫度區(qū)間ΔtC 的大小。圖
8是三種不同碳質(zhì)量分數(shù)的碳鋼在砂型和金屬型中凝固時測得的動態(tài)凝固曲線。可見,
碳質(zhì)量分數(shù)增加,碳鋼的結(jié)晶溫度范圍在不斷擴大,鑄件斷面的凝固區(qū)域隨之加寬。低
在砂型中的凝固近于逐層凝固方式,中碳鋼為中間凝固方式,高碳鋼近于體積凝固。
當鑄件合金成分確定后,鑄件斷面固液相區(qū)的寬度則取決于鑄件中的溫度梯度。溫度梯
度較大時,固液相區(qū)的寬度較窄,則合金趨向于逐層凝固方式,反之依然。
晶體中每個原子皆在平衡位置附近振動 (即所謂熱振
動),溫度升高時振動能量增加,振動頻率和振幅加大。
以雙原子為模型 (圖12),假設(shè)左邊的原子在坐標原點被
固定,而右邊的原子是自由的。當溫度升高時,右邊自由
振動原子的振幅增大,此時,若該原子以R0 為原點作簡諧振動,則其平衡位置仍是R0,這
樣就不會發(fā)生膨脹。但勢能曲線向右是水平漸近線,向左是垂直漸近線,是極不對稱的。
如圖137所示。
對于這類合金鑄件采用普通冒口消除其縮松是很困難的,而往
往必須采取其他措施,如增加冒口的補縮壓力,加速鑄件冷卻
等方法,以增加鑄件的致密性。
中等結(jié)晶溫度范圍的合金 (如中碳鋼,高錳鋼,部分黃銅等),凝固區(qū)域為中等寬度。
它們的補縮特性、熱裂傾向性和充型性能介于窄結(jié)晶溫度范圍和寬結(jié)晶溫度范圍合金之間。
4.鑄件的凝固方式的影響因素
鑄件斷面凝固區(qū)域的寬度是由合金的結(jié)晶溫度范圍和溫度梯度兩個量決定的。