五、鑄件的凝固時間

鑄件的凝固時間是指從液態(tài)金屬充滿型腔后至凝固完畢所需要的時間，

單位時間凝固層增長的厚度稱之為凝固速度。鑄件的凝固時間是確定工藝

參數(shù)，獲得優(yōu)良質量鑄件的重要依據(jù)。如在設計冒口和冷鐵時需要對鑄件的凝固時間進行估

算，以保證冒口具有合適的尺寸和正確布置冷鐵。對于大型鑄件及生產線的流水作業(yè)，也需

要對其凝固時間進行估算。

１．理論推導

仍以無限大平板件為例，在溫度場推導的基礎上對凝固時間進行簡化的理論推導。

由前述對無限大平板的溫度場中推導公式

（５）表面張力　表面張力對薄壁鑄件、鑄件的細薄

部分和棱角的成型有影響。型腔越細薄，棱角的曲率半

徑越小，表面張力的影響越大。為克服附加壓力的阻礙，

必須在正常的充型壓頭上增加一個附加壓頭ｈ。

因此，為提高液態(tài)金屬的充型能力，在金屬方面可

采取以下措施。

（１）正確選擇合金的成分　在不影響鑄件使用性能的情況下，可根據(jù)鑄件大小，厚薄和

鑄型性質等因素，將合金成分調整到實際共晶成分附近，或選用結晶溫度范圍小的合金。對

某些合金進行變質處理使晶粒細化，也有利于提高其充型能力。

四、鑄件的凝固方式

１凝固區(qū)域及其結構

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)。鑄件的質量與凝固區(qū)域有密切關系。

圖１３２　凝固區(qū)域結構示意圖

圖１３２是凝固區(qū)域結構的示意圖 （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。