龙骨方通机

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程传热特征的各物理量之间的方程式，即铸件和铸型的温度场数学模型并加以求解。目前数

值模拟方法日臻完善，应用范围也在进一步拓宽。在实现温度场模拟的同时，还能对工艺参

数进行优化、宏观及微观组织的模拟等。但从三者的联系上看，数学解析法得到的基本公式

是进行数值模拟的基础，而实验测定温度场对具体的实际凝固问题有不可替代的作用，也是

验证理论计算的必要途径。

一、数学解析法

应该指出，铸件在铸型中的凝固和冷却过程是非常复杂的。这是因为，它首先是一个不

稳定的传热过程，铸件上各点的温度随时间而下降，而铸型温度则随时间上升；其次，铸件

的形状各种各样，其中大多数为三维的传热问题；

　三、铸件温度场的测定及动态凝固曲线

铸件温度场测定方法的示意图如图１２９所示。将一组热电偶的热端固定在型腔中 （如

铸型中）的不同位置，利用多点自动记录电子电位计 （或其他自动记录装置）作为温度测量

和记录装置，即可记录自金属液注入型腔起至任意时刻铸件断面上各测温点的温度时间曲

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线，如图１３０（ａ）所示。根据该曲线可绘制

出铸件断面上不同时刻的温度场 ［图１３０

（ｂ）］和铸件的凝固动态曲线 ［图１３１（ｂ）］。

铸件温度场的绘制方法是：以温度为纵

坐标，以离开铸件表面向中心的距离为横坐

标，将图１３０（ａ）中同一时刻各测温点的温

度值分别标注在图１３０（ｂ）的相应点上，连

接各标注点即得到该时刻的温度场。以此类

推，则可绘制出各时刻铸件断面上的温度场。

而是在铸件最后凝固的部位留下集中的缩孔，如图１３６所示。由于集中缩孔容易消除 （如设置冒口），一般认为这类合金

的补缩性良好。在板状和棒状铸件上会出现中心线缩孔。这类合金铸件在凝固过程中，当收

缩受阻而产生晶间裂纹时，也容易得到金属液的充填，使裂纹愈合，所以铸件的热裂倾向

性小。

宽结晶温度范固的合金 （如高碳钢、球墨铸铁、铝铜合金、铝镁合金、镁合金等）铸件

图１３７　体积凝固方式的缩松的凝固区域宽，液态金属的过冷很小，容易发展成为树枝发达

的粗大等轴晶组织。当粗大的等轴晶相互连接以后 （固相约占

７０％），便将尚未凝固的液态金属分割为一个个互不沟通的溶池，最后在铸件中形成分散性的缩孔即缩松。