龙骨机

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④ 实际液态金属的结构　以上描述的是理想纯金属的液态结构，其中只存在游动原子

团和原子集团间的空穴，液态中的原子存在着很大 “能量起伏”，游动的原子集团时聚时

，此起彼伏而存在 “结构起伏”。实际液体金属的结构要比纯金属复杂得多。

实际上，纯金属是不存在的。实际金属中，即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质

子。例如，纯度为９９９９９９９９％的纯铁，即杂质量为１０－８，每摩尔体积 （７１ｃｍ３）中总

原子数为６０２３×１０２３，则每１ｃｍ３ 铁液中所含杂质原子数约相当于１０１５个数量级。

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。

在铸件断度梯度相近的情况下，固液相区的宽度取决于铸件合金的凝固温度区间ΔｔＣ 的大小。图

８是三种不同碳质量分数的碳钢在砂型和金属型中凝固时测得的动态凝固曲线。可见，

碳质量分数增加，碳钢的结晶温度范围在不断扩大，铸件断面的凝固区域随之加宽。低

在砂型中的凝固近于逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢近于体积凝固。

当铸件合金成分确定后，铸件断面固液相区的宽度则取决于铸件中的温度梯度。温度梯

度较大时，固液相区的宽度较窄，则合金趋向于逐层凝固方式，反之依然。