正文描述:《液态成形理论与工艺-6-凝固时间》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第六讲Lecture63.4凝固时间SolidificationTime讲授者:张鸿Instructor:ZhangHong1本讲内容Today’sTopics•3.4铸件凝固时间CastingSolidificationTime•3.4.1理论计算TheoreticalComputation•3.4.2经验计算ExperientialComputation23.4铸件的凝固时间铸件的凝固时间:从液态金属充满铸型后至凝固完毕所需时间。凝固速度:单位时间凝固层增长的厚度。确定凝固时间的方法:计算法和实验
2、法3.4.1凝固时间的理论计算凝固时间大致分两个阶段:第一阶段:导出金属液过热热量所需的时间t1第二阶段:从液相线温度冷却至凝固完毕的时间t23(1)第一阶段pr1c1V1T浇TL1t12b2S1T浇T20ρ1-液态金属密度;c1-液态金属比热容;V-铸件体积;S-铸件表面积;11T-金属的液相线温度;T-铸件浇注时的温度;L浇T-铸型的温度;20b-铸型的蓄热系数,blcr222224dt时间内,铸型通过铸件表面积S吸收的热量为dQ12dQa(TT)Sdt22201T:金属的温度T:
3、铸型温度20b2aa:热扩散率22pt该时间内,铸件温度降低dT,放出的热量为dQ1dQVrcdT1111因dQdQ12b2得,(TT20)S1dtV1r1c1dTpt'dtprcVdT111tbSTT2120'prcV1112tln(TT)C120bS21'prcV111当t=0时,T=T浇,可求出C1ln(T浇T20)bS21当t=t时,T=T可求得所需的时间t1L,1''TTpr1c1V1TLT20pr1c1V1浇Ltlnln112bST
4、T2bSTT21浇2021浇20'TT上式简化式为:tpr1c1V1浇L12bSTT21浇20(2)第二阶段有结晶温度范围合金*prcVTT111LSt222bSTT21L20*Lcc11TTLSc*-当量比热容L-结晶潜热1t-固相线温度S7恒温下结晶的金属b2dQ(c)铸型吸收热量:2TT20S1dtpt金属液放出热量:dQ1V1r1LdQdQ12b22t(TT)SC2VrLc20111pprLV11t2(TCT20)32bS21Tc-金属结晶温
5、度铸件的凝固时间:t=t1+t28铸件凝固后冷却至打箱时间t3pr1c1V1TsT打t432bSTT21s20T-金属的固相线温度;T-铸件打箱时的温度S打铸件浇注后至打箱所需的时间为:t=t+t+t123铸件的凝固时间t的简化计算法:pr1V1Lc1(T浇-TS)t52bST-T21F2093.4.2经验计算法1)“平方根定律(Chuorinov准则)”计算法假设:金属/铸型无限大平界面,铸件/铸型壁厚无限大;金属液浇入铸型后,与金属液接触的铸型立即达到浇注温度且保持不变;恒温下凝固(纯金
6、属或共晶合金);除结晶潜热外,凝固过程无其他热源;金属、铸型的热物性参数为常数;不考虑对流影响10根据傅立叶定律,铸件凝固过程中通过界面传向铸型中的热流强度为:b2q(TT)F20T为铸件与铸型间的界面温度ptFQb22(TT)F20tpt铸型单位面积在t时间内所吸收的热量2b2Q(TT)t2F20p在此时间铸件凝固了x厚度,所放出的热量Q1xr1Lc1(T浇Ts)因在界面处传热为连续,故有Q1=Q211由上式推导可得,铸型单位面积,在t时间内铸件凝固厚度ξ为2b(TT)
7、2F20xt6prLc(TT)11浇sT-铸件与铸型之间的界面温度;L-金属的结晶潜热F2b(TT)2F20令K凝固系数prLc(TT)11浇s2则xKttx平方根定律782K12平方根定律:凝固层厚度与凝固时间的平方根成正比。凝固系数的物理意义:最初单位时间内的凝固速度。根据式7可求出铸件的凝固速度,亦即“等固相线”向铸件中心的推进速度:dx1Kv9dt2tξ、v与t的关系:ξ-t呈抛物线关系,ξ在凝固初期增长很快,以后逐渐缓慢;在浇注后最初v瞬间值很大,过一段时间凝固
8、速度急剧下降,以后则变化很小。研究铸件凝固过程的试验方法:测温法、残余液体倾出法。13倾出法钢球的凝固速度1—φ72.6mm2—φ113.4mm3—φ152.4mm4—φ228.6mm142)“折算厚度”法则体积为V1和表面积为S1的铸件,其完全凝固时间t,已由公式7给出,将厚度的表达式代入,得221V1Rt10R-铸件的折算厚度。2S2K1K铸件凝固时间与铸件形状无关,与当量厚度平方成正比。凝固金属和铸型材料影响凝固时间和凝固速率。
显示全部收起
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。