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可以看到,液態(tài)鋁中的原子的排列在幾個原子間距的小范圍內(nèi),與其固態(tài)鋁原子的排列
圖15?。罚埃啊鏁r液態(tài)Al中原子分布曲線
[當(dāng)r→∞時,ρ(r)→ρ0,表示
較大體積中的原子平均密度
(相當(dāng)于非晶態(tài)材料)]
方式基本一致,呈現(xiàn)出一定的有規(guī)則排列;而距離遠(yuǎn)的原子
排列就不同于固態(tài)了,表現(xiàn)為無序狀態(tài)。這也是液態(tài)金屬結(jié)
構(gòu)的主要特征,稱之為 “近程有序”、“遠(yuǎn)程無序”結(jié)構(gòu)。
(3)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理論模型 對液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理
論描述至今還沒有一個公認(rèn)的、系統(tǒng)的、科學(xué)的模型。以
下就幾類典型模型做簡要介紹。
2.鑄件的凝固方式
一般將鑄件的凝固方式分為三種類型。逐層凝固方式、體積凝固方式 (或稱糊狀凝固方
式)和中間凝固方式。鑄件的凝固方式取決于凝固區(qū)域的寬度。
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T1 和T2 是鑄件斷面上兩個不同時刻的溫度場。
從圖中可觀察到,恒溫下結(jié)晶的金屬,在凝固過程中其鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾鹊扔?/p>
零。斷面上的固體和液體由一條界線 (凝固前沿)清楚地分開。隨著溫度的下降,固體層不
斷加厚,逐步到達(dá)鑄件中心。這種情況為 “逐層凝固方式”。
如果合金的結(jié)晶溫度范圍很小,或斷面溫度梯度很大時,鑄件斷面的凝固區(qū)域則很窄,
也屬于逐層凝固方式 [圖133(b)]。
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)?,液態(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。