實(shí)際金屬比上述現(xiàn)象復(fù)雜得多,因?yàn)楣I(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(jí),但
其原子數(shù)仍是驚人的;在熔化過(guò)程中,金屬與爐氣、熔劑、爐襯的相互作用還會(huì)吸收氣體帶
進(jìn)雜質(zhì),甚至帶入許多固、液體質(zhì)點(diǎn)。因此,實(shí)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(dòng)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(dòng)
原子集團(tuán)。
如果因鑄件斷面溫度場(chǎng)較平坦 [圖134(a)],或合金的結(jié)晶溫度范圍很寬 [圖134
(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 “糊狀凝固
方式”。
如果合金的結(jié)晶溫度范圍較窄 [圖135(a)],或者鑄件斷面的溫度梯度較大 [圖135
圖135 “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。
3.凝固方式對(duì)鑄件質(zhì)量的影響
鑄件的致密性和健全性與合金的凝固
方式密切相關(guān)。由上節(jié)所述可知,在鑄件斷面溫度場(chǎng)相近的情況下,無(wú)論何種合金,它們的
結(jié)晶溫度范圍的大小對(duì)凝固方式的影響有共同的規(guī)律性。根據(jù)結(jié)晶溫度范圍將合金分為窄結(jié)
晶溫度范圍合金、寬結(jié)晶溫度范圍合金和中等結(jié)晶溫度范圍合金三種類型。
由于純金屬、共晶成分合金和窄結(jié)晶溫度范圍的合金在一般的鑄造條件下是以逐層方式
凝固的,其凝固前沿直接與液態(tài)金屬接觸。當(dāng)液態(tài)金屬凝固成為固體而發(fā)生體積收縮時(shí),可
以不斷地得到液體的補(bǔ)充,所以產(chǎn)生分散性縮松的傾向性小。