二、黏滞性及其对成型过程的影响

１黏滞性的本质

液态金属的黏滞性 （也称黏度）对其充型过程、液态金属中的气体及非金属夹杂物的排

除、一次结晶的形态、偏析的形成等，都有直接或间接的作用。

如图１７所示，当外力Ｆ（ｘ）作用于液体表面时，由于质点间作用力引起的内摩擦力，

使得最表面的一层移动速度大于第二层，而第二层的移动速度大于第三层。

由式（１５）可知，黏度与δ

３ 成反比，与正比。能反映了原子间结合力

的强弱，而原子间距离也与结合力有关。因此，黏滞性的本质是质点间 （原子间）结合力的大小。

这就意味着当温度升高，能量从Ｗ０→Ｗ１→Ｗ２→Ｗ３→Ｗ４ 时，其间距 （振幅中心位置）将由

Ｒ０→Ｒ１→Ｒ２→Ｒ３→Ｒ４。也就是说，原子间距离将随温度的升高而增加，即产生热膨胀。另

一方面，空穴的产生也是物体膨胀的原因之一。由于能量起伏，一些原子则可能越过势垒跑

到原子之间的间隙中或金属表面，而失去大量能量，在新的位置上作微小振动 （图１３）。

有机会获得能量，又可以跑到新的位置上。如此下去，它可以在整个晶体中 “游动”，这个

过程称为内蒸发。原子离开点阵后，留下了自由点阵———空穴。

２．铸件的凝固方式

一般将铸件的凝固方式分为三种类型。逐层凝固方式、体积凝固方式 （或称糊状凝固方

式）和中间凝固方式。铸件的凝固方式取决于凝固区域的宽度。

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Ｔ１ 和Ｔ２ 是铸件断面上两个不同时刻的温度场。

从图中可观察到，恒温下结晶的金属，在凝固过程中其铸件断面上的凝固区域宽度等于

零。断面上的固体和液体由一条界线 （凝固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不

断加厚，逐步到达铸件中心。这种情况为 “逐层凝固方式”。

如果合金的结晶温度范围很小，或断面温度梯度很大时，铸件断面的凝固区域则很窄，

也属于逐层凝固方式 ［图１３３（ｂ）］。