C型鋼機(jī)

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可以看出，鑄件的溫度場(chǎng)隨時(shí)間而變化，為不穩(wěn)定溫度場(chǎng)。鑄件斷面上的溫度場(chǎng)

也稱(chēng)溫度分布曲線(xiàn)。如果鑄件均勻壁兩側(cè)的冷卻條件相同，則任何時(shí)刻的溫度分布曲線(xiàn)

對(duì)鑄件壁厚的軸線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)的。溫度場(chǎng)的變化速率，即為表征鑄件冷卻強(qiáng)度的溫度梯度。

溫度場(chǎng)能更直觀(guān)地顯示出凝固過(guò)程的情況。

圖１３１所示是鑄件的凝固動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)，也是根據(jù)直接測(cè)量的溫度時(shí)間曲線(xiàn)繪制的：首先

圖１３１（ａ）上給出合金的液相線(xiàn)和固相線(xiàn)溫度，把二直線(xiàn)與溫度時(shí)間曲線(xiàn)相交的各點(diǎn)分

標(biāo)注在圖１３１（ｂ）（ｘ／Ｒ，τ）坐標(biāo)系上，再將各點(diǎn)連接起來(lái)，即得凝固動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)?？v坐標(biāo)

子ｘ是鑄件表面向中心方向的距離，分母Ｒ是鑄件壁厚之半或圓柱體和球體的半徑。因

固是從鑄件壁兩側(cè)同時(shí)向中心進(jìn)行，所以ｘ／Ｒ＝１表示已凝固至鑄件中心。

；鑄件在凝固過(guò)程中又不斷地釋放出結(jié)晶潛

熱，其斷面上存在著已凝固完畢的固態(tài)外殼、液固態(tài)并存的凝固區(qū)域和液態(tài)區(qū)，在金屬型中

凝固時(shí)還可能出現(xiàn)中間層。因此，鑄件與鑄型的傳熱是通過(guò)若干個(gè)區(qū)域進(jìn)行的，此外，鑄型

和鑄件的熱物理參數(shù)還都隨溫度而變化，不是固定的數(shù)值等。將這些因素都考慮進(jìn)去，建立

一個(gè)符合實(shí)際情況的微分方程式是很困難的。因此，用數(shù)學(xué)分析法研究鑄件的凝固過(guò)程時(shí)，

必須對(duì)過(guò)程進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。

在鑄件和鑄型的不穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程中，溫度與時(shí)間和空間的關(guān)系可用傅里葉導(dǎo)熱微分方程

描述：

如果因鑄件斷面溫度場(chǎng)較平坦 ［圖１３４（ａ）］，或合金的結(jié)晶溫度范圍很寬 ［圖１３４

（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(chēng) “糊狀凝固

方式”。

如果合金的結(jié)晶溫度范圍較窄 ［圖１３５（ａ）］，或者鑄件斷面的溫度梯度較大 ［圖１３５

圖１３５　 “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(xiàn)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(xiàn)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。