表面活性元素在金属表面富集,当接近熔点时尤为显著。因为在熔点附近的液体中有大
的原子集团,它们对体积大的原子的排挤也就越明显。但是温度升高时,原子排列的不规
性增加,溶质和溶剂容易均匀混合,而削弱了表面富集现象。因而,随着温度的升高,表
张力反而有所增大,到一定温度后,表面张力又降低。
原子体积很小的C、O、S等元素,在金属中容易间隙到晶格中,也使晶格歪曲,势能
加,也被排挤到金属表面,成为表面活性元素。由于这些元素的自由电子很少,表面张力
,也会使金属的表面张力降低。图112所示为镁合金中加入第二组元后表面张力的变化
结晶潜热得以发挥。β相的潜热为141×104J/kg,比α相约大3倍。
总之,结晶潜热相对合金的结晶特性而言,是一个
次要的因素,结晶特性对流动性的作用是主导的。
(3)金属的热物理性能 (比热容、密度和热导率)
比热容和密度较大的合金,因其本身含有较多的热量,
在相同的过热度下,保持液态的时间长,流动性好。热
导率小的合金,热量散失慢,保持流动的时间长,故流
动性好。
(4)黏度 液态金属的黏度与其成分、温度、夹杂
的含量和状态等有关。黏度对充型过程前期 (紊流)
流动性影响不明显,在充型的最后很短的时间内 (层
),对流动性才表现出较大的影响。
三、表面张力及其对成型过程的影响
1表面张力的实质
表面张力是表面上存在的一个平行于表面且各向大小相等的张力。表面张力是由于物质
在表面上的质点受力不均匀而产生的。对于液体和气体界面上的质点 (原子或分子),由于
液体的密度大于气体的密度,故气相对它的作用力远小于液体内部对它的作用力,使表面层
质点处于不平衡的力场之中。结果是表面层质点受到一个指向液体内部的力,使液体表面有
自动缩小的趋势。
从物理化学可知,表面自由能是产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。设恒温、
恒压下表面自由能的增量为ΔF,表面自由能为σ。