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如果因铸件断面温度场较平坦 ［图１３４（ａ）］，或合金的结晶温度范围很宽 ［图１３４

（ｂ）］，铸件凝固的某一段时间内，其凝固区域在某时刻贯穿整个铸件断面时，则在凝固区

域里既有已结晶的晶体也有未凝固的液体，这种情况为 “体积凝固方式”，或称 “糊状凝固

方式”。

如果合金的结晶温度范围较窄 ［图１３５（ａ）］，或者铸件断面的温度梯度较大 ［图１３５

图１３５　 “中间凝固方式”示意图

（ｂ）］，铸件断面上的凝固区域宽度介于前

二者之间时，则属于 “中间凝固方式”。

凝固区域的宽度可以根据凝固动态曲

线上的 “液相边界”与 “固相边界”之间

的纵向距离直接判断。因此，这个距离的

大小是划分凝固方式的一个准则。如果两

条曲线重合在一起———恒温下结晶的金属，

或者其间距很小，则趋向于逐层凝固方式。

３厚壁金属型中的凝固

当金属型的涂料层很薄时，厚壁金属型中凝固金属和铸型的热阻都不可忽略，因而

都存在明显的温度梯度。由于此时金属铸型界面的热阻相对很小，可忽略不计，则铸

型内表面和铸件表面温度相同。可以认为，厚壁金属型中的凝固传热为两个相连接的

半无限大物体的传热，整个系统的传热过程取决于铸件和铸型的热物理性质，其温度

分布如图１２７所示。

４水冷金属型中的凝固

在水冷金属型中，是通过控制冷却水温度和流量使铸型温度保持近似恒定 （ｔ２Ｆ＝ｔ２０），

在不考虑金属铸型界面热阻的情况下，凝固金属表面温度等于铸型温度 （ｔ１Ｆ＝ｔ２０）。在这

种情况下，凝固传热的主要热阻是凝固金属的热阻，铸件中有较大的温度梯度。系统的温度

分布如图１２８所示。

　一、液态金属的结构

人们对液态金属结构的认识滞后于固体金属，这是因为它是以液体这样一个无序体系作

为研究对象。近年来，利用Ｘ射线、电子和中子衍射及同步辐射技术得到液态金属及合金

直接的结构信息，促进了液体金属物理研究的不断深入。通过两种方法可以研究金属的液态

结构。一种是间接方法，即通过固→液态、固→气态转变后一些物理性质的变化判断液态的

原子结合状况，另一种是较为直接的方法，即通过液态金属的Ｘ射线或中子线的结构分析

研究液态的原子排列情况。在了解液态金属的结构之前，有必要对金属晶体的原子结合、加

热膨胀及熔化过程加以阐述。