受(shou)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)凝固收縮和鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)受(shou)熱(re)(re)膨脹的影(ying)響，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)和鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)接觸隨之發生變(bian)化(hua)，即形成氣隙，如(ru)下(xia)圖所示。當鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)和鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)間氣隙形成以后，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)向(xiang)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)的傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)方式不只是簡(jian)單的傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)，同時存在小(xiao)區域的氣體導(dao)(dao)熱(re)(re)和輻射傳(chuan)(chuan)熱(re)(re)，導(dao)(dao)致鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)－鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)界(jie)面(mian)熱(re)(re)阻（1/hz)發生非(fei)線性變(bian)化(hua)。界(jie)面(mian)熱(re)(re)量傳(chuan)(chuan)輸可(ke)分為如(ru)下(xia)三個階(jie)段。
階(jie)段1: 在凝(ning)固(gu)(gu)初期(qi)，當(dang)表面溫(wen)度略低于鑄(zhu)錠(ding)液相(xiang)線溫(wen)度時(shi)，在鑄(zhu)錠(ding)外表面會(hui)形成(cheng)一定厚度的(de)半固(gu)(gu)態殼(ke)；此(ci)時(shi)，在液體靜壓力和(he)外界壓力（如(ru)凝(ning)固(gu)(gu)壓力和(he)大氣壓等）的(de)作(zuo)用下，鑄(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)型界面處于完全接觸(chu)狀態，如(ru)圖2-84(a)所示(shi)，因而界面的(de)固(gu)(gu)固(gu)(gu)接觸(chu)熱(re)量傳輸方式在界面傳熱(re)過程中起主導作(zuo)用, 此(ci)界面宏觀平均換(huan)熱(re)系(xi)數(shu)hz1可表示(shi)為
h21=a+b·(P1+P3) （2-167)
式中，a和b為常量(liang)；Ph為液體(ti)靜壓力；Ps為外(wai)界壓力。
階段(duan)2: 在給定外(wai)界(jie)壓力(li)和(he)液體靜壓力(li)條件下，半固(gu)(gu)態(tai)(tai)殼(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)強度存在一個臨(lin)界(jie)值σm;隨(sui)著凝固(gu)(gu)過程的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)，半固(gu)(gu)態(tai)(tai)殼(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)強度不斷增大(da)；當強度大(da)于(yu)(yu)臨(lin)界(jie)值時，半固(gu)(gu)態(tai)(tai)殼(ke)定型；隨(sui)后(hou)鑄(zhu)錠半固(gu)(gu)態(tai)(tai)殼(ke)逐漸與(yu)鑄(zhu)型分(fen)(fen)離，固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸(chu)(chu)積逐漸減(jian)小，氣(qi)隙在界(jie)面(mian)(mian)某些位(wei)置(zhi)形成且(qie)其尺(chi)寸逐漸增大(da)，導致鑄(zhu)錠和(he)鑄(zhu)型界(jie)面(mian)(mian)處于(yu)(yu)半完全(quan)接(jie)觸(chu)(chu)狀態(tai)(tai)，如圖2-84(b)所示。在此階段(duan)，氣(qi)隙的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸主要受由液相變固(gu)(gu)相發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)凝固(gu)(gu)收縮影(ying)響(xiang)。盡管界(jie)面(mian)(mian)還存在部(bu)分(fen)(fen)固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸(chu)(chu)，但界(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)阻隨(sui)著凝固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)不斷增大(da)，由于(yu)(yu)鑄(zhu)錠和(he)鑄(zhu)型界(jie)面(mian)(mian)接(jie)觸(chu)(chu)方式的(de)(de)(de)(de)(de)變化，界(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)量(liang)傳(chuan)輸主要由固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸(chu)(chu)傳(chuan)熱(re)(re)、輻射換(huan)熱(re)(re)以及氣(qi)相導熱(re)(re)傳(chuan)熱(re)(re)三分(fen)(fen)構成，其中，固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸(chu)(chu)傳(chuan)熱(re)(re)仍然占據界(jie)面(mian)(mian)熱(re)(re)量(liang)傳(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)(de)主導地(di)位(wei)。此階段(duan)界(jie)面(mian)(mian)宏(hong)觀平均換(huan)熱(re)(re)系數hz2可表示為(wei)
此外，隨著凝固(gu)(gu)(gu)的進(jin)行，鑄(zhu)錠(ding)和鑄(zhu)型界(jie)(jie)面(mian)(mian)上(shang)固(gu)(gu)(gu)固(gu)(gu)(gu)接(jie)觸面(mian)(mian)積逐(zhu)漸(jian)減小，因而(er)階段(duan)1界(jie)(jie)面(mian)(mian)宏(hong)觀(guan)平(ping)均(jun)換熱(re)系(xi)數hz1最(zui)大，階段(duan)2界(jie)(jie)面(mian)(mian)宏(hong)觀(guan)平(ping)均(jun)換熱(re)系(xi)數hz2值次之，階段(duan)3界(jie)(jie)面(mian)(mian)宏(hong)觀(guan)平(ping)均(jun)換熱(re)系(xi)數hz3值最(zui)小，這與實際(ji)凝固(gu)(gu)(gu)過程(cheng)中界(jie)(jie)面(mian)(mian)換熱(re)系(xi)數逐(zhu)漸(jian)減小的規律相互(hu)印證。同時，在鑄(zhu)錠(ding)自身重(zhong)力的作用下，在鑄(zhu)錠(ding)底部位置，界(jie)(jie)面(mian)(mian)半(ban)完(wan)全接(jie)觸狀態始終(zhong)貫穿整(zheng)個凝固(gu)(gu)(gu)過程(cheng)，這與鑄(zhu)錠(ding)頂端界(jie)(jie)面(mian)(mian)固(gu)(gu)(gu)固(gu)(gu)(gu)接(jie)觸完(wan)全消失有所不同，如圖(tu)2-84(d)所示(shi)。
凝固壓力在(zai)氣隙的(de)(de)形成過程(cheng)中扮演(yan)了(le)十(shi)分重要的(de)(de)角色。研究表明(ming)(ming)，增加凝固壓力（兆(zhao)帕級(ji)）具有(you)明(ming)(ming)顯的(de)(de)強(qiang)化冷卻效果，但(dan)在(zai)界面熱量傳輸變化的(de)(de)三個階(jie)段，加壓強(qiang)化冷卻的(de)(de)程(cheng)度大有(you)不同。
階段(duan)1:當壓(ya)力(li)在(zai)幾(ji)兆(zhao)帕(pa)下變化(hua)時，由(you)于物性參數(shu)(shu)（如強(qiang)度、密度和導熱系數(shu)(shu)等）的變化(hua)量(liang)可以(yi)忽略不計(ji)，壓(ya)力(li)對鑄(zhu)錠和鑄(zhu)型界面完全接觸狀態影(ying)響較小(xiao)，根(gen)據(ju)式（2-166)可知，壓(ya)力(li)對界面宏觀平均換熱系數(shu)(shu)的影(ying)響可以(yi)忽略不計(ji)，因此增加壓(ya)力(li)對階段(duan)1的界面換熱影(ying)響很小(xiao)。
階段2:在此階段，鑄錠和鑄型界(jie)面非完全接觸狀(zhuang)態主要由凝固收縮控制。
隨著(zhu)壓(ya)力(li)的(de)(de)增加(jia)(jia)，半固(gu)(gu)態(tai)(tai)殼抵抗(kang)變形所需臨界(jie)(jie)(jie)強(qiang)度增大，因而加(jia)(jia)壓(ya)能(neng)夠(gou)抑(yi)制(zhi)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)非完(wan)全接(jie)觸狀態(tai)(tai)的(de)(de)形成，有助于(yu)將(jiang)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)在整個凝(ning)固(gu)(gu)過程中實現保持(chi)固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸的(de)(de)狀態(tai)(tai)。例如，隨著(zhu)壓(ya)力(li)的(de)(de)增加(jia)(jia)，H13表面(mian)(mian)(mian)上(shang)的(de)(de)坑變得淺(qian)平，且數量逐(zhu)漸減少，意味著(zhu)鑄錠表面(mian)(mian)(mian)越(yue)來越(yue)光滑(hua)，粗糙度減小，鑄錠鑄型界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)處的(de)(de)固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸面(mian)(mian)(mian)積(ji)增大。根(gen)據(ju)式（2-168)可知，界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)宏(hong)觀(guan)平均(jun)傳(chuan)熱系數與壓(ya)力(li)趨于(yu)正比(bi)關系，加(jia)(jia)壓(ya)能(neng)夠(gou)顯著(zhu)提(ti)升此階段界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)宏(hong)觀(guan)平均(jun)換熱系數。因此，增加(jia)(jia)壓(ya)力(li)能(neng)夠(gou)強(qiang)化鑄錠鑄型間界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)固(gu)(gu)固(gu)(gu)接(jie)觸狀態(tai)(tai)，抑(yi)制(zhi)由(you)凝(ning)固(gu)(gu)收縮導致界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣隙(xi)的(de)(de)形成，加(jia)(jia)快鑄錠鑄型界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)傳(chuan)遞，強(qiang)化冷卻效果明顯。
階段(duan)3:界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)的長大主要受控于固(gu)態收縮。隨著界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)尺(chi)(chi)寸(cun)的變大，外(wai)界(jie)(jie)逐(zhu)步與界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)連通(tong)，在(zai)壓力(li)的作用下(xia)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)逐(zhu)漸進(jin)入界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)內，進(jin)而導(dao)致界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)與外(wai)界(jie)(jie)之間的壓差趨于零，壓力(li)對界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)的影響逐(zhu)漸消失。此階段(duan)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱換(huan)(huan)熱與輻射換(huan)(huan)熱為界(jie)(jie)面(mian)換(huan)(huan)熱的主要方式(shi)。其中氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱換(huan)(huan)熱系(xi)數(shu)（hc,g)主要由氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)內氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱系(xi)數(shu)（kgap)和界(jie)(jie)面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)尺(chi)(chi)寸(cun)（wgap)決(jue)定(ding)(ding)，作為計(ji)算氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱換(huan)(huan)熱系(xi)數(shu)的重要參數(shu)，在(zai)給定(ding)(ding)壓力(li)下(xia)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱系(xi)數(shu)（kgap)可由下(xia)列公式(shi)進(jin)行計(ji)算：
綜上所述，在通過氣(qi)體維持壓(ya)力的(de)加壓(ya)條件下，壓(ya)力對界面(mian)換(huan)熱系數的(de)影(ying)響(xiang)主要集中在界面(mian)氣(qi)隙形成的(de)第(di)二階段(duan)，即在鑄錠殼凝固收縮(suo)階段(duan)加壓(ya)通過增大鑄錠殼抵抗(kang)變形所需(xu)臨(lin)界強(qiang)度從而改善界面(mian)換(huan)熱，起到強(qiang)化冷卻的(de)作(zuo)用。
以H13在0.1MPa、1MPa和(he)(he)2MPa壓力下凝(ning)固(gu)(gu)為例，其(qi)(qi)凝(ning)固(gu)(gu)壓力通過充入氬氣(qi)獲得(de)。為了分(fen)(fen)析加壓對界面(mian)(mian)氣(qi)隙尺寸和(he)(he)換熱(re)方式的(de)影響規律，采用埋設(she)熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)以及位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感器實驗，同時(shi)測(ce)(ce)量凝(ning)固(gu)(gu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)鑄(zhu)錠(ding)(ding)和(he)(he)鑄(zhu)型(xing)溫(wen)度(du)變(bian)化曲線(xian)(xian)以及其(qi)(qi)位(wei)移(yi)(yi)變(bian)化曲線(xian)(xian)，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)，1#和(he)(he)2#熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)分(fen)(fen)別測(ce)(ce)量離鑄(zhu)錠(ding)(ding)外表面(mian)(mian)10mm和(he)(he)15mm位(wei)置處鑄(zhu)錠(ding)(ding)溫(wen)度(du)變(bian)化曲線(xian)(xian)；3#和(he)(he)4#熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)(ou)(ou)分(fen)(fen)別測(ce)(ce)量鑄(zhu)型(xing)內表面(mian)(mian)5mm和(he)(he)10mm位(wei)置處鑄(zhu)型(xing)的(de)溫(wen)度(du)變(bian)化曲線(xian)(xian)；位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感器LVDT1和(he)(he)LVDT2的(de)探頭位(wei)置離鑄(zhu)型(xing)內表面(mian)(mian)徑向(xiang)距離均為5mm,分(fen)(fen)別插入鑄(zhu)錠(ding)(ding)和(he)(he)鑄(zhu)型(xing)中(zhong)(zhong)測(ce)(ce)量凝(ning)固(gu)(gu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)其(qi)(qi)位(wei)移(yi)(yi)變(bian)化曲線(xian)(xian)。測(ce)(ce)量溫(wen)度(du)和(he)(he)位(wei)移(yi)(yi)變(bian)化曲線(xian)(xian)的(de)裝(zhuang)置如(ru)圖2-85所示。
溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)曲線如圖(tu)2-86所(suo)示(shi)，對(dui)于鑄錠溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)曲線，存在“陡升(sheng)”和“振蕩”區域，這主要由(you)熱電偶預熱和澆注引起鋼液湍流(liu)分別(bie)造成。隨(sui)著凝固過程的進行(xing)，鑄型溫(wen)度(du)升(sheng)高，鑄錠溫(wen)度(du)不斷降(jiang)低。
因(yin)(yin)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度幾乎難以(yi)通過(guo)實驗(yan)進行準確測(ce)量，因(yin)(yin)而(er)可(ke)通過(guo)數值(zhi)計(ji)算的(de)方式(shi)獲得，即(ji)以(yi)測(ce)量的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型溫(wen)(wen)度變化曲線(xian)作為(wei)輸入量，采用Beck 非線(xian)性求解法，計(ji)算鑄(zhu)(zhu)(zhu)型內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)（Tw,i)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度（Twm),由(you)于鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型表(biao)(biao)面(mian)非鏡面(mian)，有一定粗糙度，因(yin)(yin)而(er)計(ji)算所得鑄(zhu)(zhu)(zhu)型內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)（Tw,i)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度（Tw,m)均(jun)(jun)為(wei)宏觀平均(jun)(jun)表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度，計(ji)算結果(guo)如圖2-87所示(shi)。當壓力一定時，在鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型界面(mian)換熱以(yi)及鑄(zhu)(zhu)(zhu)型外(wai)表(biao)(biao)面(mian)散熱的(de)影響(xiang)下，鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)(wen)度（Tw,i)在整(zheng)個凝固(gu)過(guo)程(cheng)中持續降低，鑄(zhu)(zhu)(zhu)型內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)（Tw,m)先增(zeng)加而(er)后逐(zhu)漸降低。隨(sui)著(zhu)壓力從0.1MPa增(zeng)加至2MPa,鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)降溫(wen)(wen)速(su)(su)率(lv)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)升溫(wen)(wen)速(su)(su)率(lv)明顯加快，表(biao)(biao)明加壓對鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)型界面(mian)間換熱速(su)(su)率(lv)影響(xiang)顯著(zhu)。
當壓(ya)力一(yi)定時，界面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)隨(sui)(sui)時間(jian)(jian)的(de)變化(hua)關系可通(tong)過(guo)凝(ning)固過(guo)程中鑄(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)型(xing)位移(yi)變化(hua)曲線(xian)獲得。基于位移(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)位移(yi)測量結果，所得界面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)隨(sui)(sui)時間(jian)(jian)的(de)變化(hua)關系如圖(tu)2-88(a)所示(shi)，在(zai)0.1MPa、1MPa和(he)2MPa下，界面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)隨(sui)(sui)時間(jian)(jian)變化(hua)規律基本相(xiang)似。以(yi)2MPa為例，在(zai)凝(ning)固初(chu)期，鑄(zhu)錠(ding)(ding)、鑄(zhu)型(xing)和(he)位移(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)之間(jian)(jian)存在(zai)巨(ju)(ju)大溫(wen)(wen)差，使(shi)得位移(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)附近(jin)的(de)鋼(gang)液迅速凝(ning)固，以(yi)至于無法測量階段2 中凝(ning)固收(shou)縮(suo)導(dao)致(zhi)的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)；同時，鑄(zhu)錠(ding)(ding)和(he)鑄(zhu)型(xing)初(chu)期溫(wen)(wen)差巨(ju)(ju)大，加速了鑄(zhu)型(xing)升(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)膨(peng)脹和(he)鑄(zhu)錠(ding)(ding)冷卻(que)收(shou)縮(suo)，因而(er)在(zai)界面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺(chi)寸(cun)隨(sui)(sui)時間(jian)(jian)變化(hua)曲線(xian)前段不(bu)存氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺(chi)寸(cun)緩慢增長部分，取而(er)代之的(de)是氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)隨(sui)(sui)時間(jian)(jian)的(de)陡(dou)升(sheng)(sheng)，而(er)且(qie)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)陡(dou)升(sheng)(sheng)很(hen)大程度(du)(du)(du)(du)(du)由鑄(zhu)錠(ding)(ding)固態(tai)收(shou)縮(suo)所致(zhi)。因此，位移(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)所測氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺(chi)寸(cun)僅(jin)包(bao)含了固態(tai)收(shou)縮(suo)導(dao)致(zhi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)形(xing)成部分，無因凝(ning)固收(shou)縮(suo)形(xing)成氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)部分。在(zai)低壓(ya)下，增加壓(ya)力對(dui)鑄(zhu)型(xing)和(he)鑄(zhu)錠(ding)(ding)的(de)密(mi)度(du)(du)(du)(du)(du)影響(xiang)很(hen)小(xiao)，幾(ji)乎(hu)(hu)可以(yi)忽略不(bu)計，所以(yi)增加壓(ya)力對(dui)鑄(zhu)型(xing)固態(tai)收(shou)縮(suo)導(dao)致(zhi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)尺(chi)寸(cun)影響(xiang)非(fei)常小(xiao)，所以(yi)在(zai)0.1MPa、1MPa和(he)2MPa下，界面(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)(xi)(xi)(xi)尺(chi)寸(cun)傳(chuan)感(gan)器(qi)量的(de)最大值幾(ji)乎(hu)(hu)相(xiang)同，約為1.27mm。
根據氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)(qi)導(dao)(dao)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)隨壓(ya)力(li)的(de)(de)變化情況［圖2-89(a)]、凝固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙測量(liang)曲線和(he)(he)鑄錠外表(biao)面(mian)(mian)(mian)以(yi)及(ji)鑄型內表(biao)溫度的(de)(de)變化曲線，利用式（2-171)和(he)(he)式（2-172)可獲得氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙形成階段(duan)3中(zhong)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)導(dao)(dao)熱(re)換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)hc,g和(he)(he)輻射換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)hr,以(yi)及(ji)換(huan)(huan)熱(re)方式比(bi)例關系(xi)(xi)，結(jie)果如圖2-89(b)所示。輻射換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)不(bu)受界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙尺寸(cun)(cun)的(de)(de)影(ying)響，在(zai)(zai)整個凝固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，基本保持(chi)不(bu)變；相比(bi)之下(xia)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)導(dao)(dao)熱(re)換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)主要由氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)導(dao)(dao)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)和(he)(he)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙尺寸(cun)(cun)共同(tong)決定(ding)，與(yu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)導(dao)(dao)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)成正比(bi)，與(yu)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙尺寸(cun)(cun)成反(fan)(fan)比(bi)，因(yin)而在(zai)(zai)凝固(gu)過(guo)程(cheng)中(zhong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)導(dao)(dao)熱(re)換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)變化規律(lv)與(yu)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙尺寸(cun)(cun)的(de)(de)變化過(guo)程(cheng)截(jie)然相反(fan)(fan)，呈現先迅(xun)速減小，然后趨于(yu)定(ding)值。在(zai)(zai)各個壓(ya)力(li)條件下(xia)，隨著凝固(gu)的(de)(de)進行，界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)總(zong)換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)（hc,g+h,)迅(xun)速減小，然后趨于(yu)穩定(ding)，其(qi)中(zhong)輻射換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)h1在(zai)(zai)總(zong)換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)中(zhong)的(de)(de)占(zhan)比(bi)為60%~80%[120],且在(zai)(zai)凝固(gu)中(zhong)后期，0.1MPa、1MPa和(he)(he)2MPa壓(ya)力(li)下(xia)，總(zong)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)換(huan)(huan)熱(re)系(xi)(xi)數(shu)(shu)基本相等(deng)。由此可知，低(di)壓(ya)下(xia)，加壓(ya)對(dui)由固(gu)態(tai)收縮形成界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙的(de)(de)尺寸(cun)(cun)影(ying)響幾乎可以(yi)忽略不(bu)計。
根據(ju)以上(shang)討論可知，凝固(gu)(gu)結束后，界(jie)面(mian)(mian)換(huan)(huan)熱(re)(re)主(zhu)要(yao)(yao)通(tong)過(guo)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱(re)(re)換(huan)(huan)熱(re)(re)和輻射換(huan)(huan)熱(re)(re)兩種方式進(jin)(jin)(jin)行(xing)，因加壓對(dui)輻射換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)的影(ying)響(xiang)很小，那么加壓主(zhu)要(yao)(yao)通(tong)過(guo)改變界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱(re)(re)換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)，從而起到強化冷(leng)卻的效果。同時，界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱(re)(re)換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)主(zhu)要(yao)(yao)由(you)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱(re)(re)系數(shu)和界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)尺(chi)(chi)(chi)寸決定，因壓力(li)從0.1MPa增(zeng)加至(zhi)2MPa,氬氣(qi)(qi)導(dao)熱(re)(re)系數(shu)變化很小，進(jin)(jin)(jin)一步(bu)可知壓力(li)主(zhu)要(yao)(yao)通(tong)過(guo)改變界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)宏(hong)觀平(ping)均(jun)尺(chi)(chi)(chi)寸影(ying)響(xiang)界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)導(dao)熱(re)(re)換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)，進(jin)(jin)(jin)而改變界(jie)面(mian)(mian)總換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)。此外，壓力(li)對(dui)固(gu)(gu)態收縮導(dao)致的界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)尺(chi)(chi)(chi)寸影(ying)響(xiang)幾乎可以忽略(lve)不計(ji)，那么壓力(li)主(zhu)要(yao)(yao)通(tong)過(guo)改變由(you)凝固(gu)(gu)收縮導(dao)致界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)的尺(chi)(chi)(chi)寸，從而影(ying)響(xiang)界(jie)面(mian)(mian)換(huan)(huan)熱(re)(re)。為了評(ping)估壓力(li)對(dui)凝固(gu)(gu)收縮導(dao)致界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)形成(cheng)的影(ying)響(xiang)，利用界(jie)面(mian)(mian)換(huan)(huan)熱(re)(re)系數(shu)對(dui)界(jie)面(mian)(mian)氣(qi)(qi)隙(xi)(xi)宏(hong)觀平(ping)均(jun)尺(chi)(chi)(chi)寸（wm)進(jin)(jin)(jin)行(xing)計(ji)算，計(ji)算公式如(ru)下：
式中(zhong)，hz3為(wei)宏(hong)觀(guan)(guan)界面(mian)換熱(re)系(xi)數，通過將(jiang)測溫數據(ju)作(zuo)為(wei)輸入量，利用Beck 非線性求解法獲得，計算流程如圖2-78所示。在(zai)(zai)整個(ge)凝固(gu)過程中(zhong)，界面(mian)氣隙宏(hong)觀(guan)(guan)平均(jun)尺寸（wm)明顯小于因固(gu)態收縮導致的(de)界面(mian)氣隙尺寸（wgap),同時，兩者差值（wgap-wm)隨(sui)著壓(ya)力的(de)增加而(er)增大(da)（圖2-90).這表明在(zai)(zai)鑄錠(ding)(ding)和鑄型間存在(zai)(zai)一定的(de)固(gu)－固(gu)接觸區(qu)或(huo)微(wei)間隙區(qu)。這些區(qu)域(yu)的(de)面(mian)積(ji)隨(sui)著壓(ya)力的(de)增大(da)而(er)增大(da)，從而(er)導致傳導換熱(re)的(de)增加，這與鑄錠(ding)(ding)表面(mian)粗糙(cao)度(du)的(de)實驗結果符合，也進一步說(shuo)明了加壓(ya)對界面(mian)氣隙尺寸的(de)影響主要集中(zhong)在(zai)(zai)凝固(gu)收縮階段。
因此，加(jia)(jia)壓(ya)主要通(tong)過抑制由凝(ning)固收(shou)(shou)縮(suo)導致的氣(qi)(qi)隙形成，增(zeng)大固固接觸(chu)(chu)或(huo)微氣(qi)(qi)隙的界面(mian)面(mian)積，強(qiang)化鑄(zhu)錠(ding)和(he)鑄(zhu)型界面(mian)完全接觸(chu)(chu)狀態，從而(er)增(zeng)加(jia)(jia)界面(mian)氣(qi)(qi)體導熱換熱系數；此外，加(jia)(jia)壓(ya)下，界面(mian)換熱系數的增(zeng)加(jia)(jia)，加(jia)(jia)快(kuai)了鑄(zhu)錠(ding)固態收(shou)(shou)縮(suo)，導致凝(ning)固初期由固態收(shou)(shou)縮(suo)引起(qi)的氣(qi)(qi)隙的尺寸快(kuai)速增(zeng)大。
