Niyama Criterion 的適用

Niyama Criterion 是一種常用於預測鑄件縮孔的判斷依據。

早期進行鑄件研究過程中，認為鑄件的縮孔來自於兩種原因，分別是不充分補縮或是補縮受阻造成的微縮孔，以及氣體析出造成的微縮孔。

補縮不當造成的縮孔研究，主要是考慮在固液相區混合時，液相往固相轉變的凝固過程不當，而導致縮孔形成，其判斷依據則是來自於壓力降。當壓力降達到一定程度時，縮孔才會開始產生。

在補縮不當造成的縮孔研究中，早期大多採用 Hagen-Poiseuille 方程式計算固液相區的壓力降。Niyama 採用 Darcy滲透定律，並且將多個阻力因素整合成一個滲透因子 K 再進行計算，得到了一維穩態凝固過程糊狀區的壓力降，並且根據此提出判定縮孔的方式。Niyama 提出採用溫度梯度 G 與 冷卻速度 R 的一個比值 G/√R。

G: 糊狀區的溫度梯度

R: 糊狀區的冷卻速率

當 G/√R < 某臨界值時，縮孔就會產生。

Niyama 當初採用不同形狀的圓柱形鑄件進行實驗比對，認為臨界值與合金成分、鑄件形狀、以及鑄件尺寸無關。但是後續有相當多的研究指出不適用於壁厚差距大的複雜鑄件。因此在使用 Niyama Criterion 必須特別注意。