合金或凝固温度高温金属样品分析光学显微镜

  结晶潜热的处理

  高温金属随着热量散失，温度下降，进而发生凝固，逐渐由
液相转变为固相。如果将初始凝固阶段的过冷现象略去不计，则
对纯金属、共晶合金或凝固温度范围很窄的合金来说，凝固开始
后的一段时间内，固相不断增多，但温度始终保持在熔点附近，
这是由于释放的潜热补偿了传导带走的热量，亦即补偿了由传热
所引起的温度下降。在物相转变的过程中，同时将释放凝固潜热(
也称熔化潜热或结晶潜热，均可简称为潜热)。
  潜热的释放是凝固过程区别于一般导热过程的显著持点：首
先，是凝固现象这一物理过程的本身，潜热的释放将明显降低铸
件的冷却与凝固速度；其次，对支配导热过程的傅里叶方程，由
于潜热释放，实质上变成了具有内热源的温度场。目前，在数值
模拟中结晶潜热的处理方法包括温度回升法(或称温度补偿法)、
有效比热容法(又称当量比热容法或等价比热容法)和热焓法等。
其中，等价比热容法和温度回升法是用来处理铸件凝固过程中潜
热释放的两种常用方法。
  由于金属液相的内能日大于固相时的内能E。，当合金由液相
转变为固相时，这个热力学能变化AE称为凝固潜热。凝固潜热的
释放是铸件凝固过程中的重要特征之一，在进行数值模拟计算时
处理好结晶潜热是保证温度场计算和分析准确性的重要条件。
  等价比热容法是用一定温度下潜热释放的等价比热容代替实
际比热容来求解传热方程
  尽管这种方法在处理潜热释放上比较简便且准确，但是由于c
。是在t时刻确定的，如果相变温度在t和t+m之间，等价比热法计
算潜热释放会造成很大误差，尤其是按此方法处理结晶温度区间
较小的合金时，当单元温度通过液相线温度和固相线温度时会产
生明显的误差。

(本文由上海光学仪器厂编辑整理提供, 未经允许禁止复制http://www.sgaaa.com)