吊顶龙骨机械设备

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三、表面张力及其对成型过程的影响

１表面张力的实质

表面张力是表面上存在的一个平行于表面且各向大小相等的张力。表面张力是由于物质

在表面上的质点受力不均匀而产生的。对于液体和气体界面上的质点 （原子或分子），由于

液体的密度大于气体的密度，故气相对它的作用力远小于液体内部对它的作用力，使表面层

质点处于不平衡的力场之中。结果是表面层质点受到一个指向液体内部的力，使液体表面有

自动缩小的趋势。

从物理化学可知，表面自由能是产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。设恒温、

恒压下表面自由能的增量为ΔＦ，表面自由能为σ。

２流动性的测定

由于影响液态金属充型能力的因素很多 （后述），在工程应用及研究中，不能笼统地对

各种合金在不同的铸造条件下的充型能力进行比较。通常用相同实验条件下所测得的合金流

动性表示合金的充型能力。因此，可以认为合金的流动性是在确定条件下的充型能力。液态

金属的流动性是用浇注 “流动性试样”的方法衡量的。在实际中，是将试样的结构和铸型性

质固定不变，在相同的浇注条件下，例如在液相线以上相同的过热度或在同一的浇注温度

下，浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度或以试样某处的厚薄程度表示该合金的流动

性。对于同一种合金，也可以用流动性试样研究各铸造因素对其充型能力的影响。

铸件凝固过程中，许多物理参数都是与温度密切相关的。因此，研究金属液态成型过程

的凝固现象最主要的就是解决不同时刻，铸型和铸件中温度场的变化。根据铸件温度场，

能预计其凝固过程中断面上各时刻的凝固区域大小及变化，凝固速度，凝固时间，缩松和

孔的倾向等参数，为正确设计工艺结构及参数提供科学的依据，从而改善铸件组织及提高

性能。

研究铸件温度场的方法有：实测法、数学解析法和数值模拟法等。数学解析方法是利用

用数学方法研究铸件和铸型的传热，主要目的是利用传热学的理论。