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(zhì)量鑄件的重要依據(jù)。如在設(shè)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(chǎn)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(chǔ)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

鑄件的凝固實際上是不會進行的。所以增加過熱程度，相當于提高了鑄型的溫度，使鑄件的溫度梯度減小。

在金屬型鑄造中，由于鑄型具有較大的導熱能力，而過熱熱量所占比重又很少，能夠迅

速傳導出去，所以澆注溫度的影響不十分明顯。

（４）鑄件結(jié)構(gòu)的影響　厚壁鑄件比薄壁件含有更多的熱量，當凝固層逐漸向中心推進

時，必然要把鑄型加熱到更高的溫度。鑄件越厚大，溫度梯度就越小。薄壁件比厚壁件的溫

度梯度大。鑄件的性質(zhì)復雜程度也對溫度場有較大的影響，鑄件的棱角和彎曲表面與平面壁

的散熱條件不同，在鑄件表面積相同的情況下，向外部凸出的曲面，如球面、圓柱表面、Ｌ

形鑄件的外角。

在一些化學親和力較強的元素的原子之間還可能形成不穩(wěn)定的 （臨時的）或穩(wěn)定

的化合物。這些化合物可能以固態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)出現(xiàn)，有一部分在液態(tài)金屬的保持過程中上

浮或下沉，而有相當一部分則懸浮于液態(tài)金屬中，成為夾雜物 （多數(shù)為非金屬夾雜物）。

總之，實際金屬和合金的液體在微觀上是由成分和結(jié)構(gòu)不同的游動原子集團、空穴和許

多固態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)雜質(zhì)或化合物組成，而且還表現(xiàn)出能量起伏、結(jié)構(gòu)起伏及濃度起伏等三

種起伏特征。