液态金属的物理性质
常见纯金属液的基本物理性质见表6-1。
(一)熔点和熔化热(结晶潜热)
纯金属在一定温度下熔化或凝固。如Al为660.2℃,Cu为1083℃,Fe为1535℃;铸造合金则有一定的熔化(结晶)温度范围。熔化温度范围的大小取决于合金的种类和化学成分。
不同金属的熔化热差别很大,如Na为2637J/mol,Al为10676J/mol,Fe为16161J/mol。
表6-1 液态金属的物理性质

对合金应用熔化热这一术语不很严格,因为合金一般都在一定温度范围内熔化。熔化时所吸收的热量包括真正的熔化热和从固相线到液相线温度因升温而吸收的热量。
(二)沸点和蒸发热(https://www.daowen.com)
从沸点的高低可估计出熔化过程中金属出现严重蒸发损耗的温度,以供确定熔炼工艺时参考。表6-1中所列数据表明,金属的蒸发热远高于熔化热。如Fe的熔化热为16161J/mol,而蒸发热为354287J/mol。这也间接证明液态金属的结构与固态相似或接近,而和气态差别很大。
(三)比热容
比热容可分为单位重量比热容和单位体积比热容,如Cu为468J/(kg·K)和3711MJ/(m3·K),(1100℃),A1为1084J/(kg·K)和2509MJ/(m3·K),(800℃)。对铸造而言,人们更关心单位体积比热容。体积比热容高的金属在流经浇注系统时所受激冷程度较轻,容易充满型腔。比热容和熔化热小的合金,在结晶过程中铸件断面上的温度梯度大,不易出现缩松,却易形成集中缩孔,因此凝固时需要补给更多的液态合金。
(四)导热性
热导率大的合金液,凝固期间铸件断面上温度梯度小,易引起缩松,但铸件热应力小。
(五)熔化容积变化和密度
金属熔化时的容积变化率,在铸造术语中代之以金属凝固体收缩率。绝大多数金属在凝固时体积发生收缩。少数金属如Bi、Sb和凝固时析出石墨的铸铁,在凝固时膨胀。容积变化和密度变化呈倒数关系,凝固时体积减小,密度就相应增大。金属及合金的凝固体收缩率及其特性,对获得健全而无缩孔、缩松的铸件至关重要。