如果因鑄件斷面溫度場(chǎng)較平坦 [圖134(a)],或合金的結(jié)晶溫度范圍很寬 [圖134
(b)],鑄件凝固的某一段時(shí)間內(nèi),其凝固區(qū)域在某時(shí)刻貫穿整個(gè)鑄件斷面時(shí),則在凝固區(qū)
域里既有已結(jié)晶的晶體也有未凝固的液體,這種情況為 “體積凝固方式”,或稱 “糊狀凝固
方式”。
如果合金的結(jié)晶溫度范圍較窄 [圖135(a)],或者鑄件斷面的溫度梯度較大 [圖135
圖135 “中間凝固方式”示意圖
(b)],鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾冉橛谇?/p>
二者之間時(shí),則屬于 “中間凝固方式”。
凝固區(qū)域的寬度可以根據(jù)凝固動(dòng)態(tài)曲
線上的 “液相邊界”與 “固相邊界”之間
的縱向距離直接判斷。因此,這個(gè)距離的
大小是劃分凝固方式的一個(gè)準(zhǔn)則。如果兩
條曲線重合在一起———恒溫下結(jié)晶的金屬,
或者其間距很小,則趨向于逐層凝固方式。
五、鑄件的凝固時(shí)間
鑄件的凝固時(shí)間是指從液態(tài)金屬充滿型腔后至凝固完畢所需要的時(shí)間,
單位時(shí)間凝固層增長(zhǎng)的厚度稱之為凝固速度。鑄件的凝固時(shí)間是確定工藝
參數(shù),獲得優(yōu)良質(zhì)量鑄件的重要依據(jù)。如在設(shè)計(jì)冒口和冷鐵時(shí)需要對(duì)鑄件的凝固時(shí)間進(jìn)行估
算,以保證冒口具有合適的尺寸和正確布置冷鐵。對(duì)于大型鑄件及生產(chǎn)線的流水作業(yè),也需
要對(duì)其凝固時(shí)間進(jìn)行估算。
1.理論推導(dǎo)
仍以無(wú)限大平板件為例,在溫度場(chǎng)推導(dǎo)的基礎(chǔ)上對(duì)凝固時(shí)間進(jìn)行簡(jiǎn)化的理論推導(dǎo)。
由前述對(duì)無(wú)限大平板的溫度場(chǎng)中推導(dǎo)公式
這些雜質(zhì)往往不只是一種,而是多種多樣的,它們?cè)谝后w中不會(huì)很均勻地分布。它們的存在方式也是不同的,有的以溶質(zhì)方式,有的與其他原子形成某些化合物 (液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)的夾雜物)。下面先就一個(gè)最簡(jiǎn)單的模型作一分析,假定液體中只存在一種雜質(zhì)原子。當(dāng)金屬中存在第二種原子時(shí) (如合金),情況就復(fù)雜多了。由于同種元素及不同元素之間的原子間結(jié)合力是不同的,結(jié)合力較強(qiáng)的原子容易聚集在一起,把別的原子排擠到別處。因此,在游動(dòng)集團(tuán)中有的A種原子多,有的B種原子多,即游動(dòng)集團(tuán)之間存在著成分不均勻性,稱為 “濃度起伏”。