液态金属的性质.pptVIP

2、对液态金属对流的影响液态金属在铸型中冷却和凝固过程中，由于各处温度不同造成膨胀的差异，以及液体各处成分不均匀（浓度差）原因引起的密度不同而产生浮力，是重力场中产生对流的驱动力。当浮力大于液体的粘滞力时，则产生对流，温差和浓度差造成的对流，其强度可用无量纲的格拉索夫准则度量。—重力加速度—温差、浓度差—由温度、浓度引起的体膨胀系数—运动粘度第30页，共71页，星期日，2025年，2月5日３、对收缩时补缩的影响在铸件凝固过程中，由于体积收缩而形成缩孔，此时依靠液体静压头进行补缩，补缩距离的长度与合金动力粘度成反比。第31页，共71页，星期日，2025年，2月5日４、对液态金属净化的影响杂质上浮速度：第32页，共71页，星期日，2025年，2月5日二、液态合金的表面张力（一）表面张力的实质及影响表面张力的因素表面张力（σ或ｒ）：表面上平行于表面切线方向大小相等的张力表面自由能（σ或ｒ）：产生新的单位面积表面时系统自由能的增量表面张力：单位长度上作用的力表面自由能：单位面积上的自由能第33页，共71页，星期日，2025年，2月5日界面张力：所有界面上存在的表面张力表面、界面的差别：界面泛指两相间界面；表面指液体（固体）与气体之间的交界面１）界面张力与两相质点结合力的关系当两个相组成一个界面时，其界面张力与两相质点间的结合力成反比。下图为形成两个界面过程示意图：第34页，共71页，星期日，2025年，2月5日Ａ分裂两半球体做功ＷＡＡＢ分裂两半球体做功ＷＢＢ产生两个界面的总功A-B结合、两个球体分开做功2WABW总=ＷＡＡ+ＷＢＢA-B两个单位结合到一起做功-2WAB-2WAB产生1cm2的AB界面所做功：该功即为1cm2的AB界面的界面能：第35页，共71页，星期日，2025年，2月5日2）界面张力的润湿角第36页，共71页，星期日，2025年，2月5日各界面上诸力对质点A的作用简图第37页，共71页，星期日，2025年，2月5日a)由图（b)可知σSG＞σLSCOSθ＞0θ＜90°液体能润湿固体，液面下凹b)由图（c)可知σSG＜σLSCOSθ＜0θ＞90°液体不能润湿固体，液面突出c)θ=180°绝对不润湿θ=0°绝对润湿第38页，共71页，星期日，2025年，2月5日3)影响表面张力的因素a）熔点原子结合力大的物质，其熔点高，表面张力也大。几种液态金属在熔点时的表面张力金属NaMgAlTiVFeCuZn熔点/℃986506601668190015371083420表面张力1915599141650195018721360780(10-3N/m)第39页，共71页，星期日，2025年，2月5日b）温度对于多数金属和合金，温度升高，表面张力降低。主要因为温度升高，液体质点间距增大，表面质点的受力不对称性减弱，因而表面张力降低对于某些合金其表面张力随温度升高而增大。如铸钢，碳钢，铜及其合金等c)溶质不同的溶质元素对金属表面张力有不同影响，使表面张力降低的的溶质元素，称为该金属的表面活性物质；使表面张力增加的溶质元素称为该金属的非活性物质。第40页，共71页，星期日，2025年，2月5日