二、顆粒預熱溫度、鋁液澆注溫度及粒徑尺寸對滲透長度的影響

本實驗通過正交試驗的直觀分析和極差分析，明確了兩個因素的主次順序，選擇了適當的方案。

直觀分析：滲透長度受兩因素影響，基本呈正比趨勢，其中顆粒預熱溫度的影響顯著，鋁液澆注溫度的影響不顯著。三種不同粒徑的排序優劣分別為A?B?（10~20目顆粒）、A?B?（20~40目顆粒）、A?B?（40~60目顆粒）。即預熱溫度和鋁液澆注溫度分別為700℃和760℃、650℃和760℃、650℃和760℃。

        極差分析：各因素的極差為

	A Le(mm)	B Le(mm)
R(T?)?	3	2
R(T?)?	41.7	22.3
R(T?)?	—	20.6

 

由極差大小可以比較各因素對指標的影響。T? > T?，可見極差分析結果與直觀分析結果基本一致。

1、相對密度對滲透長度的影響

在一定范圍內鋁液溫度越高，對滲透過程越有利。在鋁與顆粒進行熱交換的過程中，過熱程度先前鋁液一直可向顆粒層滲透；從熱量的角度分析，鋁液轉換成的試件長度實際為分兩部分：一部分是過熱存在條件下的流動速度；一部分是過熱為零，但結晶潛熱還存在條件下的流動度。從試件本身看不出兩部分的邊界，只能近似對待總熱與總冷的關系。

鋁能滲入顆粒層的模量和速度：顆粒預熱溫度為Tp，鋁液的溫度Tm一定時進行的熱交換，一邊前進，逐漸降溫至Tm=Tp，其后進行了Δt，朝Δt方向前行的液體凝固圈潛散消失而開始凝固。

在與F之存有溫度梯度，對于F面，有熱流向右傳，因而使F面生成的凝固殼再度熔化。可以認為，從F面向右侵入的鋁液生成固相的速度和向F面傳遞熱量決定再熔化的速度等的位置，就是最終真正凝固面的位置。

如鋁粒從F面向右以速度v前進dt時間，顆粒周圍形成的凝固相體積為S，則

   S = Avdt / P         (1)

式中S為鋁凝成固相率(%)；A為F面的面積(m2)；Pg為顆粒的空隙率(%)，因此把固相X再熔化所必需的熱量Qi為：

   Q? = SD?H?             (2)

式中：Di——鋁粒的密度(kg/m3)；

Hi——鋁粒的潛熱(J/mol)；

Cp——顆粒的比熱[J/(kg·°C)]；

Tp——鋁液的凝固溫度(℃)。