在这种情况下,铸件和铸型的温度分布如图125所示。因此可以认为,在整个传热过
程中,铸件断面的温度分布是均匀的,铸型内表面温度接近铸件的温度。如果铸型足够厚,
由于铸型的导热性很差,铸型的外表面温度仍然保持为t20。所以,绝热铸型本身的热物理
性质是决定整个系统传热过程的主要因素。
2金属铸型界面热阻为主的金属型中凝固
较薄的铸件在工作表面涂有涂料的金属型中铸造时,就属于这种情况。金属铸型界面
处的热阻较铸件和铸型中的热阻大得多,这时,凝固金属和铸型中的温度梯度可忽略不计,
即认为温度分布是均匀的,传热过程取决于涂料层的热物理性质。若金属无过热浇注,则界
面处铸件的温度等于凝固温度 (tF=tC),铸型的温度保持为t20,如图126所示。
3厚壁金属型中的凝固
当金属型的涂料层很薄时,厚壁金属型中凝固金属和铸型的热阻都不可忽略,因而
都存在明显的温度梯度。由于此时金属铸型界面的热阻相对很小,可忽略不计,则铸
型内表面和铸件表面温度相同。可以认为,厚壁金属型中的凝固传热为两个相连接的
半无限大物体的传热,整个系统的传热过程取决于铸件和铸型的热物理性质,其温度
分布如图127所示。
4水冷金属型中的凝固
在水冷金属型中,是通过控制冷却水温度和流量使铸型温度保持近似恒定 (t2F=t20),
在不考虑金属铸型界面热阻的情况下,凝固金属表面温度等于铸型温度 (t1F=t20)。在这
种情况下,凝固传热的主要热阻是凝固金属的热阻,铸件中有较大的温度梯度。系统的温度
分布如图128所示。
表明液体的原子间距接近固体,在熔点附近其系统的混乱度只是稍大于
固体而远小于气体的混乱度。表12为一些金属的熔化潜热和汽化潜热。如果说汽化潜热
(固→气)是使原子间的结合键全部破坏所需的能量,则熔化潜热只有汽化潜热的3%~7%,
即固→液时,原子的结合键只破坏了百分之几。因此,可以认为液态和固态的结构是相似
的,金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏,液体金属内原子仍然具有一定的规律性,
特别是在金属过热度不太高 (一般高于熔点100~300℃)的条件下更是如此。需要指出的
是,在接近汽化点时,液体与气体的结构往往难以分辨,说明此时液体的结构更接近于
气体。