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２．铸件的凝固方式

一般将铸件的凝固方式分为三种类型。逐层凝固方式、体积凝固方式 （或称糊状凝固方

式）和中间凝固方式。铸件的凝固方式取决于凝固区域的宽度。

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Ｔ１ 和Ｔ２ 是铸件断面上两个不同时刻的温度场。

从图中可观察到，恒温下结晶的金属，在凝固过程中其铸件断面上的凝固区域宽度等于

零。断面上的固体和液体由一条界线 （凝固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不

断加厚，逐步到达铸件中心。这种情况为 “逐层凝固方式”。

如果合金的结晶温度范围很小，或断面温度梯度很大时，铸件断面的凝固区域则很窄，

也属于逐层凝固方式 ［图１３３（ｂ）］。

表明液体的原子间距接近固体，在熔点附近其系统的混乱度只是稍大于

固体而远小于气体的混乱度。表１２为一些金属的熔化潜热和汽化潜热。如果说汽化潜热

（固→气）是使原子间的结合键全部破坏所需的能量，则熔化潜热只有汽化潜热的３％～７％，

即固→液时，原子的结合键只破坏了百分之几。因此，可以认为液态和固态的结构是相似

的，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子仍然具有一定的规律性，

特别是在金属过热度不太高 （一般高于熔点１００～３００℃）的条件下更是如此。需要指出的

是，在接近汽化点时，液体与气体的结构往往难以分辨，说明此时液体的结构更接近于

气体。

距离再缩短时，吸引力又逐渐减小，

到Ｒ＝Ｒ０时，相互作用力等于零 （Ｆ＝０），此时达到平衡，

Ｒ０ 为平衡距离。当距离小于平衡距离Ｒ０ 时，出现排斥力

（Ｐ＞０），并随距离的继续缩短而迅速增大。作用力Ｆ是由

引力和斥力构成的合力。吸引力是异性电荷间的库仑引

力；排斥力是同性电荷之间的斥力和。两个原子的相互作

用势能Ｗ （Ｒ）的曲线如图１１（ｂ）所示，可见在Ｒ＝Ｒ０

时，对应于能量的极小值，状态稳定。这说明，原子之间

倾向于保持一定的间距，这就是在一定条件下，金属中的

原子具有一定排列的原因。