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四、鑄件的凝固方式
1凝固區(qū)域及其結(jié)構(gòu)
鑄件在凝固過(guò)程中,除純金屬和共晶成分合金外,斷面上一般都存在三個(gè)區(qū)域,即固相
區(qū)、凝固區(qū)和液相區(qū)。鑄件的質(zhì)量與凝固區(qū)域有密切關(guān)系。
圖132 凝固區(qū)域結(jié)構(gòu)示意圖
圖132是凝固區(qū)域結(jié)構(gòu)的示意圖 (另一半與之
對(duì)稱)。凝固區(qū)域又可劃分為兩個(gè)部分。液相占優(yōu)
勢(shì)的液固部分和固相占優(yōu)勢(shì)的固液部分。在液固部
分中,晶體處于懸浮狀態(tài)而未連成一片,液相可以
自由移動(dòng)。用傾出法做實(shí)驗(yàn)時(shí),晶體能夠隨同液態(tài)
金屬一起被傾出。
(3)鑄型中的氣體 鑄型有一定的發(fā)氣能力,能在金屬液與鑄型之間形成氣膜,可減小
的摩擦阻力,有利于充型。
根據(jù)實(shí)驗(yàn),濕型中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6%的水和小于7%的煤粉時(shí),液態(tài)金屬的充型能
高,高于此值時(shí)型腔中氣體反壓力增大,充型能力下降,如圖122所示。型腔中氣體
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反壓力較大的情況下,金屬液可能澆不進(jìn)去,或者澆
口杯、頂冒口中出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象,甚至飛濺出來(lái)傷人。
所以,鑄型中的氣體對(duì)充型能力影響很大。
可以看到,液態(tài)鋁中的原子的排列在幾個(gè)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(shí)液態(tài)Al中原子分布曲線
[當(dāng)r→∞時(shí),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(wú)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(wú)序”結(jié)構(gòu)。
(3)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理論模型 對(duì)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理
論描述至今還沒(méi)有一個(gè)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(jiǎn)要介紹。