二、颗粒预热温度、铝液浇注温度及粒径尺寸对渗透长度的影响

本实验通过正交试验的直观分析和极差分析，明确了两个因素的主次顺序，选择了适当的方案。

直观分析：渗透长度受两因素影响，基本呈正比趋势，其中颗粒预热温度的影响显著，铝液浇注温度的影响不显著。三种不同粒径的排序优劣分别为A₂B₁（10~20目颗粒）、A₂B₁（20~40目颗粒）、A₂B₃（40~60目颗粒）。即预热温度和铝液浇注温度分别为700℃和760℃、650℃和760℃、650℃和760℃。

        极差分析：各因素的极差为

	A Le(mm)	B Le(mm)
R(T₁)₃	3	2
R(T₂)₃	41.7	22.3
R(T₃)₃	—	20.6

 

由极差大小可以比较各因素对指标的影响。T₂ > T₁，可见极差分析结果与直观分析结果基本一致。

1、相对密度对渗透长度的影响

在一定范围内铝液温度越高，对渗透过程越有利。在铝与颗粒进行热交换的过程中，过热程度先前铝液一直可向颗粒层渗透；从热量的角度分析，铝液转换成的试件长度实际为分两部分：一部分是过热存在条件下的流动速度；一部分是过热为零，但结晶潜热还存在条件下的流动度。从试件本身看不出两部分的边界，只能近似对待总热与总冷的关系。

铝能渗入颗粒层的模量和速度：颗粒预热温度为Tp，铝液的温度Tm一定时进行的热交换，一边前进，逐渐降温至Tm=Tp，其后进行了Δt，朝Δt方向前行的液体凝固圈潜散消失而开始凝固。

在与F之存有温度梯度，对于F面，有热流向右传，因而使F面生成的凝固壳再度熔化。可以认为，从F面向右侵入的铝液生成固相的速度和向F面传递热量决定再熔化的速度等的位置，就是最终真正凝固面的位置。

如铝粒从F面向右以速度v前进dt时间，颗粒周围形成的凝固相体积为S，则

   S = Avdt / P         (1)

式中S为铝凝成固相率(%)；A为F面的面积(m²)；Pg为颗粒的空隙率(%)，因此把固相X再熔化所必需的热量Qi为：

   Qᵢ = SDᵢHᵢ             (2)

式中：Di——铝粒的密度(kg/m³)；

Hi——铝粒的潜热(J/mol)；

Cp——颗粒的比热[J/(kg·°C)]；

Tp——铝液的凝固温度(℃)。