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五、铸件的凝固时间 铸件的凝固时间是指从液态金属充满型腔后至凝固完毕所需要的时间， 单位时间凝固层增长的厚度称之为凝固速度。铸件的凝固时间是确定工艺 参数，获得优良质量铸件的重要依据。如在设计冒口和冷铁时需要对铸件的凝固时间进行估 算，以冒口具有合适的尺寸和正确布置冷铁。对于大型铸件及生产线的流水作业，也需 要对其凝固时间进行估算。 １．理论推导 仍以无限大平板件为例，在温度场推导的基础上对凝固时间进行简化的理论推导。 由前述对无限大平板的温度场中推导公式 在一些化学亲和力较强的元素的原子之间还可能形成不稳定的 （临时的）或稳定 的化合物。这些化合物可能以固态、气态或液态出现，有一部分在液态金属的保持过程中上 浮或下沉，而有相当一部分则悬浮于液态金属中，成为夹杂物 （多数为非金属夹杂物）。 总之，实际金属和合金的液体在微观上是由成分和结构不同的游动原子集团、空穴和许 多固态、气态或液态杂质或化合物组成，而且还表现出能量起伏、结构起伏及浓度起伏等三 种起伏特征。 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１２７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１２８所示。