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なぜ金属はその表面で最初に固体を取得するのですか?

金属は必ずしも表面上で最初に固化するわけではありません。金属の固化プロセスはより複雑であり、いくつかの要因に依存します。

1。核生成と結晶成長:

* 核形成: 液体金属内で小さな固体粒子(核)を形成するプロセス。これらの核は、結晶成長の種子として作用します。

* 結晶成長: 核は、液相からさらに原子を追加することで成長します。

2。冷却速度:

* 迅速な冷却: 急速な冷却では、液体金属は熱を急速に失い、金属全体に同時に形成される核の数が多くなります。これにより、粒子サイズが小さく、細粒の構造が得られます。

* ゆっくりした冷却: 冷却が遅くなると、最初に形成される核が少なくなります。これらの核は大きく成長し、より粗い粒子構造になります。

3。カビの設計と熱伝達:

* 熱伝達: 溶融金属からカビへの熱伝達は重要な役割を果たします。溶融金属と直接接触するカビの領域は、より速く冷却され、以前の凝固につながります。これにより、表面に固体金属の「皮膚」が作成されます。

* 金型設計: カビの形状と材料は、熱伝達速度と凝固パターンに影響します。

4。対流:

* 自然対流: 溶融金属の温度差は、自然の対流電流を生成し、不均一な冷却と凝固パターンにつながる可能性があります。

* 強制対流: 外力を使用して、強制対流を作成し、熱伝達速度と凝固パターンに影響を与えます。

5。キャストプロセス:

* 連続鋳造: 連続鋳造では、溶融金属は型に連続的に注がれ、固化します。凝固はカビの壁から始まり、内側に進行します。

* ingotキャスト: Ingot鋳造では、溶融金属が型に注がれ、完全に固化することができます。凝固プロセスは、冷却速度とカビの設計によって異なる場合があります。

要約:

金型界面での冷却が速いため、しばしば凝固は表面から始まりますが、必ずしもそうではありません。凝固プロセスは、冷却速度、カビの設計、対流、鋳造プロセスの種類など、要因の複雑な相互作用の影響を受けます。

したがって、金属は常に表面上で常に最初に固まると言うのは不正確です。凝固パターンはより複雑で、関連する特定の条件に依存します。

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