三、表面張力及其對成型過程的影響

１表面張力的實質(zhì)

表面張力是表面上存在的一個平行于表面且各向大小相等的張力。表面張力是由于物質(zhì)

在表面上的質(zhì)點受力不均勻而產(chǎn)生的。對于液體和氣體界面上的質(zhì)點 （原子或分子），由于

液體的密度大于氣體的密度，故氣相對它的作用力遠小于液體內(nèi)部對它的作用力，使表面層

質(zhì)點處于不平衡的力場之中。結(jié)果是表面層質(zhì)點受到一個指向液體內(nèi)部的力，使液體表面有

自動縮小的趨勢。

從物理化學可知，表面自由能是產(chǎn)生新的單位面積表面時系統(tǒng)自由能的增量。設(shè)恒溫、

恒壓下表面自由能的增量為ΔＦ，表面自由能為σ。

１金屬晶體中的原子結(jié)合、加熱膨脹、熔化

晶體的結(jié)構(gòu)和性能主要決定于組成晶體的原子結(jié)構(gòu)和它們之間的相互作用力與熱運動。

各種不同的晶體其結(jié)合力的類型和大小是不同的。但是在任何晶體中，兩個原子間的相互作

圖１１?。?、Ｂ原子作用力Ｆ和

勢能Ｗ 與原子間距Ｒ的關(guān)系

用力或相互作用勢能與它們之間距離的關(guān)系在性質(zhì)上是相同的，如圖１１所示。圖１１（ａ）

表示原子間相互作用力Ｆ隨原子間距離Ｒ的變化規(guī)律。當兩個原子相距無窮遠時，相互作

用力為零，當兩原子靠近時，原子間產(chǎn)生吸引力 （Ｆ＜０），

并隨距離的縮短而增大。隨著距離的繼續(xù)縮短，到達Ｒ＝

Ｒ１ 時，吸引力大。

如圖１３７所示。

對于這類合金鑄件采用普通冒口消除其縮松是很困難的，而往

往必須采取其他措施，如增加冒口的補縮壓力，加速鑄件冷卻

等方法，以增加鑄件的致密性。

中等結(jié)晶溫度范圍的合金 （如中碳鋼，高錳鋼，部分黃銅等），凝固區(qū)域為中等寬度。

它們的補縮特性、熱裂傾向性和充型性能介于窄結(jié)晶溫度范圍和寬結(jié)晶溫度范圍合金之間。

４．鑄件的凝固方式的影響因素

鑄件斷面凝固區(qū)域的寬度是由合金的結(jié)晶溫度范圍和溫度梯度兩個量決定的。