




④ 实际液态金属的结构 以上描述的是理想纯金属的液态结构,其中只存在游动原子
团和原子集团间的空穴,液态中的原子存在着很大 “能量起伏”,游动的原子集团时聚时
,此起彼伏而存在 “结构起伏”。实际液体金属的结构要比纯金属复杂得多。
实际上,纯金属是不存在的。实际金属中,即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质
子。例如,纯度为99?999999%的纯铁,即杂质量为10-8,每摩尔体积 (7?1cm3)中总
原子数为6?023×1023,则每1cm3 铁液中所含杂质原子数约相当于1015个数量级。
三、表面张力及其对成型过程的影响
1?表面张力的实质
表面张力是表面上存在的一个平行于表面且各向大小相等的张力。表面张力是由于物质
在表面上的质点受力不均匀而产生的。对于液体和气体界面上的质点 (原子或分子),由于
液体的密度大于气体的密度,故气相对它的作用力远小于液体内部对它的作用力,使表面层
质点处于不平衡的力场之中。结果是表面层质点受到一个指向液体内部的力,使液体表面有
自动缩小的趋势。
从物理化学可知,表面自由能是产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。设恒温、
恒压下表面自由能的增量为ΔF,表面自由能为σ。
对于铸件温度场的影响,可从金属性质、铸型性质、浇注条件及铸件结构四个方面来
析。
(1)金属性质的影响 金属的热扩散率大,铸件内部的温度均匀化的能力就大,温度梯
就小,断面上温度分布曲线就比较平坦;反之,温度分布曲线就比较峻陡。金属的结晶潜
大,向铸型传热的时间则要长,铸型内表面被加热的温度也高,铸件断面的温度梯度减
,铸件的冷却速度下降,温度场也较平坦。金属的凝固温度越高,在凝固过程中铸件表面
铸型内表面的温度越高,铸型内外表面的温差就越大,且铸型的热导率在高温段随温度的
高而升高,致使铸件断面的温度场有较大的梯度。