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四、铸件的凝固方式

１凝固区域及其结构

铸件在凝固过程中，除纯金属和共晶成分合金外，断面上一般都存在三个区域，即固相

区、凝固区和液相区。铸件的质量与凝固区域有密切关系。

图１３２　凝固区域结构示意图

图１３２是凝固区域结构的示意图 （另一半与之

对称）。凝固区域又可划分为两个部分。液相占优

势的液固部分和固相占优势的固液部分。在液固部

分中，晶体处于悬浮状态而未连成一片，液相可以

自由移动。用倾出法做实验时，晶体能够随同液态

金属一起被倾出。

这种现象称为 “结构起伏”。在一定的温度下，虽然存在 “能量起伏”和

“结构起伏”现象，但对于特定液态金属，其处于有序状态的原子集团具有一定的统计平均

尺寸；并且其平均尺寸大小随温度的升高而减小。

③ 液态结构及离子间相互作用的理论描述　在液态结构定量计算上，也提出了许多理

图１６　液态结构及粒子间相互作用

论模型及方程 （图１６）。通过建立偶分布函数

ｇ（ｒ）与偶势ｕ（ｒ）（即 “原子对”间的相互作用

势能与原子空间距离ｒ的函数关系）的方程，或

在已知偶势ｕ（ｒ）的条件下，计算出某一液体的

偶分布函数ｇ（ｒ）。

液态成型 （铸造）是将熔化成液态的金属浇入铸型后一次制成需要形状和性能的零件。

属由液态→固态的凝固过程中的一些现象，如结晶、溶质的传输、晶体长大、气体溶解和

出、非金属夹杂物的形成、金属体积变化等都与液态金属结构及其物理性质有关。因此，

解液态金属的结构及其性质，是控制铸件形成过程的必要基础。

由于它与铸型的接触表面积相对较小，热量散失比较缓慢，则充型能力较高。

铸件的壁越薄，折算厚度就越小，就越不容易被充满。另一方面，铸件结构复杂、厚薄部分

过渡面多，则型腔结构复杂，流动阻力大，铸型的充填就困难。