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②σSG<σLS時(shí),cosθ為負(fù)值,即θ>90°。此情況下,液體傾向于形成球狀,稱(chēng)之為液體能潤(rùn)濕固體。θ=180°為完全不潤(rùn)濕。
2影響界面張力的因素
(1)熔點(diǎn) 原子間結(jié)合力大的物質(zhì),其熔點(diǎn)高,表面張力也大。表13為幾種金屬的熔和表面張力。
(2)溫度 對(duì)于多數(shù)金屬和合金,
度升高,表面張力降低,即dσdt<0。這因?yàn)?,溫度升高時(shí),液體質(zhì)點(diǎn)間距增,表面質(zhì)點(diǎn)的受力不對(duì)稱(chēng)性減弱,因表面張力降低。當(dāng)達(dá)到液體的臨界溫時(shí),由于氣液兩相界面消失,表面張等于零。但是,對(duì)于某些合金,如鑄
、碳鋼、銅及其合金等,其表面張力隨溫度的升高而增大,即dσdt>0。如圖1所示。
(2)鑄型性質(zhì)的影響 鑄件在鑄型中的凝固是因鑄型吸熱而進(jìn)行的。所以,任何鑄件的
凝固速度都受鑄型吸熱速度的支配。鑄型的吸熱速度越大,則鑄件的凝固速度越大,斷面上
的溫度場(chǎng)的梯度也就越大。鑄型的蓄熱系數(shù) (b2)越大,對(duì)鑄件的冷卻能力越強(qiáng),鑄件中的
溫度梯度就越大。鑄型預(yù)熱溫度越高,冷卻作用就越小,鑄件斷面上的溫度梯度也就越小。
(3)澆注條件的影響 液態(tài)金屬的澆注溫度很少超過(guò)液相線(xiàn)以上100℃,因此,金屬由
于過(guò)熱所得到的熱量比結(jié)晶潛熱要小得多,一般不大于凝固期間放出的總熱量的5%~6%。
但是,實(shí)驗(yàn)證明,在砂型鑄造中非等到液態(tài)金屬的所有過(guò)熱量全部散失。
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(xiàn)
[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(chēng)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(lèi)典型模型做簡(jiǎn)要介紹。