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實際金屬比上述現(xiàn)象復(fù)雜得多,因為工業(yè)應(yīng)用的金屬主要是合金,而且是多元合金;原9
材料中存在多種多樣的雜質(zhì),有些雜質(zhì)的化學(xué)分析值雖然不高,甚至低于10-4數(shù)量級,但
其原子數(shù)仍是驚人的;在熔化過程中,金屬與爐氣、熔劑、爐襯的相互作用還會吸收氣體帶
進(jìn)雜質(zhì),甚至帶入許多固、液體質(zhì)點。因此,實際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的。它也存在
著游動原子集團(tuán)、空穴以及能量起伏,在原子集團(tuán)和空穴中溶有各種各樣的合金元素及雜質(zhì)
元素,由于化學(xué)鍵力和原子間結(jié)合力的不同,還存在著濃度起伏以至成分和結(jié)構(gòu)不同的游動
原子集團(tuán)。
2影響?zhàn)ざ鹊囊蛩?
(1)溫度 如式(15)所示,液體的黏度在溫度不太高時,式中的指數(shù)項比乘數(shù)項的影響
,即溫度升高,η值下降。在溫度很高時,指數(shù)項趨近于1,乘數(shù)項將起主要作用,即溫度
高,η值增大,但這已是接近氣態(tài)的情況。圖18為常用金屬動力黏度與溫度的關(guān)系。
(2)熔點 黏度反映原子間結(jié)合力的強(qiáng)弱,與熔點有共同性。因此,合金成分的改變也
定著黏度的大小,圖19即為 MgSn系合金的相圖與
度的關(guān)系??梢姡y熔化合物的黏度較高,而熔點低
共晶成分合金其黏度低。
故金屬的流動條件和溫度條件都在隨時改變,這必然影響到所測流動性的準(zhǔn)確度;各次試驗所用鑄型條件也很難
精控制;每做一次試驗要造一次鑄型。在生產(chǎn)和科研中螺旋形試樣應(yīng)用較多。真空試樣如
圖117所示,它的優(yōu)點是鑄型條件和液態(tài)金屬的充型壓頭穩(wěn)定,真空度可以隨液態(tài)金屬的
密度不同而改變,使各種金屬能在相同的壓頭下充填,從而增加了試驗結(jié)果的對比性,可以
觀察充填過程,記錄流動長度與時間的關(guān)系。
四、鑄件的凝固方式
1凝固區(qū)域及其結(jié)構(gòu)
鑄件在凝固過程中,除純金屬和共晶成分合金外,斷面上一般都存在三個區(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
對稱)。凝固區(qū)域又可劃分為兩個部分。液相占優(yōu)
勢的液固部分和固相占優(yōu)勢的固液部分。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。用傾出法做實驗時,晶體能夠隨同液態(tài)
金屬一起被傾出。