第五章:冷却曲线和体积变化曲线
查看选择的铸件合金的冷却曲线和体积变化(膨胀或收缩)的曲线,点击Model(方案)…Materials List(材料列表)然后点击Curves (冷却曲线)选项,显示如下:
白色线代表冷却曲线(凝固百分比VS 温度)左边的坐标代表温度;黑色线代表体积变化率(in%)以右坐标表示。正值代表膨胀,负值代表收缩。
左边的深蓝区域代表液相区,中间浅蓝区域代表液相到固相转变区域,右边深蓝区域则代表固相区。
C 点的垂直线代表临界固相点。N 点的垂直线代表Niyama 点(模拟过程中计算温度梯度和冷却率的函数)。L 和S 线分别是液相线和固相线。
如要将设置的曲线依照系统参数设置,点击 Reset按钮。
冷却曲线和临界固相率
冷却曲线描述了铸件内某点的温度随着时间的如何改变。
液态铸造合金在某初始时间,某初始温度(一般为浇注温度)开始,这是曲线的起点。随着铸件将热量(过热)散失到外模中,开始冷却,一直保持液态直到开始凝固。凝固开始的点称作液相点。曲线如下图所示:
液态金属到达液相点,开始凝固,首先铸件的一小部分凝固,然后随着铸件热量的散失,越来越多部分开始凝固。
在液态向固态转换过程中,由于熔化潜热的原因,冷却速率逐渐降低。随着金属的凝固,金属基体的晶格形成会使金属释放热量,释放的热量降低金属的冷却速度,这种速度不会像全液态或者全固态冷却速度那么快。
液固转变的曲线如下:
合金完全凝固,也就是达到了
固相点
。到达此点后,金属冷却加快,因为不能释放更多的潜热,因此固相冷却曲线的梯度更高一点,如下:
在SOLIDCast 中,液固相点都做了垂直线。一个以L 线表示,一个以S 线表示,如下图所示
随着铸件的凝固,铸件从全液态向全固态转变。依靠液态金属的流动来补充任何可能发生的收缩,避免铸件内产生缩孔缩松缺陷。随着金属越来越呈现固态,有一点液态金属不再流动,我们称作此点位临界凝固点。通常以完全凝固的百分比表示。如下图所示:
临界凝固点的重要性可以通过研究下图获知。CFS 点以上的金属能够从铸件的一个位置流动到另外一个位置。因此,如果铸件内某个区域凝固收缩,从冒口到此位置的补缩通道是敞开的(CFS 点以上),也就是说能够提供补缩金属,不会有收缩缺陷形成。
另一方面,如果在CFS 点以下,补缩金属不能流动,则会在铸件内形成孤立的液相区。随着液态金属的冷却和收缩,因为冒口无法进行补缩,就可能形成缩松缩孔缺陷。 在SOLIDCast 中,能通过鼠标绘制两条完整的冷却曲线或者体积改变曲线
推荐的临界凝固点和Niyama 点
CFS Niyama
普通碳钢 50% 55% 大型砂铸件
普通碳钢 35% 40% 小熔模铸造件
合金钢 45% 50% 大型砂铸件
合金钢 30% 35% 小熔模铸造件
铝合金 20-30% 25-35%
铜合金 25-35% 30-40%
铸铁 件第六章
第五章:冷却曲线和体积变化曲线
查看选择的铸件合金的冷却曲线和体积变化(膨胀或收缩)的曲线,点击Model(方案)…Materials List(材料列表)然后点击Curves (冷却曲线)选项,显示如下:
白色线代表冷却曲线(凝固百分比VS 温度)左边的坐标代表温度;黑色线代表体积变化率(in%)以右坐标表示。正值代表膨胀,负值代表收缩。
左边的深蓝区域代表液相区,中间浅蓝区域代表液相到固相转变区域,右边深蓝区域则代表固相区。
C 点的垂直线代表临界固相点。N 点的垂直线代表Niyama 点(模拟过程中计算温度梯度和冷却率的函数)。L 和S 线分别是液相线和固相线。
如要将设置的曲线依照系统参数设置,点击 Reset按钮。
冷却曲线和临界固相率
冷却曲线描述了铸件内某点的温度随着时间的如何改变。
液态铸造合金在某初始时间,某初始温度(一般为浇注温度)开始,这是曲线的起点。随着铸件将热量(过热)散失到外模中,开始冷却,一直保持液态直到开始凝固。凝固开始的点称作液相点。曲线如下图所示:
液态金属到达液相点,开始凝固,首先铸件的一小部分凝固,然后随着铸件热量的散失,越来越多部分开始凝固。
在液态向固态转换过程中,由于熔化潜热的原因,冷却速率逐渐降低。随着金属的凝固,金属基体的晶格形成会使金属释放热量,释放的热量降低金属的冷却速度,这种速度不会像全液态或者全固态冷却速度那么快。
液固转变的曲线如下:
合金完全凝固,也就是达到了
固相点
。到达此点后,金属冷却加快,因为不能释放更多的潜热,因此固相冷却曲线的梯度更高一点,如下:
在SOLIDCast 中,液固相点都做了垂直线。一个以L 线表示,一个以S 线表示,如下图所示
随着铸件的凝固,铸件从全液态向全固态转变。依靠液态金属的流动来补充任何可能发生的收缩,避免铸件内产生缩孔缩松缺陷。随着金属越来越呈现固态,有一点液态金属不再流动,我们称作此点位临界凝固点。通常以完全凝固的百分比表示。如下图所示:
临界凝固点的重要性可以通过研究下图获知。CFS 点以上的金属能够从铸件的一个位置流动到另外一个位置。因此,如果铸件内某个区域凝固收缩,从冒口到此位置的补缩通道是敞开的(CFS 点以上),也就是说能够提供补缩金属,不会有收缩缺陷形成。
另一方面,如果在CFS 点以下,补缩金属不能流动,则会在铸件内形成孤立的液相区。随着液态金属的冷却和收缩,因为冒口无法进行补缩,就可能形成缩松缩孔缺陷。 在SOLIDCast 中,能通过鼠标绘制两条完整的冷却曲线或者体积改变曲线
推荐的临界凝固点和Niyama 点
CFS Niyama
普通碳钢 50% 55% 大型砂铸件
普通碳钢 35% 40% 小熔模铸造件
合金钢 45% 50% 大型砂铸件
合金钢 30% 35% 小熔模铸造件
铝合金 20-30% 25-35%
铜合金 25-35% 30-40%
铸铁 件第六章