可以看出,铸件的温度场随时间而变化,为不稳定温度场。铸件断面上的温度场
也称温度分布曲线。如果铸件均匀壁两侧的冷却条件相同,则任何时刻的温度分布曲线
对铸件壁厚的轴线是对称的。温度场的变化速率,即为表征铸件冷却强度的温度梯度。
温度场能更直观地显示出凝固过程的情况。
图131所示是铸件的凝固动态曲线,也是根据直接测量的温度时间曲线绘制的:首先
图131(a)上给出合金的液相线和固相线温度,把二直线与温度时间曲线相交的各点分
标注在图131(b)(x/R,τ)坐标系上,再将各点连接起来,即得凝固动态曲线。纵坐标
子x是铸件表面向中心方向的距离,分母R是铸件壁厚之半或圆柱体和球体的半径。因
固是从铸件壁两侧同时向中心进行,所以x/R=1表示已凝固至铸件中心。
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。
②σSG<σLS时,cosθ为负值,即θ>90°。此情况下,液体倾向于形成球状,称之为液体能润湿固体。θ=180°为完全不润湿。
2影响界面张力的因素
(1)熔点 原子间结合力大的物质,其熔点高,表面张力也大。表13为几种金属的熔和表面张力。
(2)温度 对于多数金属和合金,
度升高,表面张力降低,即dσdt<0。这因为,温度升高时,液体质点间距增,表面质点的受力不对称性减弱,因表面张力降低。当达到液体的临界温时,由于气液两相界面消失,表面张等于零。但是,对于某些合金,如铸
、碳钢、铜及其合金等,其表面张力随温度的升高而增大,即dσdt>0。如图1所示。