龙骨机

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３．凝固方式对铸件质量的影响

铸件的致密性和健全性与合金的凝固

方式密切相关。由上节所述可知，在铸件断面温度场相近的情况下，无论何种合金，它们的

结晶温度范围的大小对凝固方式的影响有共同的规律性。根据结晶温度范围将合金分为窄结

晶温度范围合金、宽结晶温度范围合金和中等结晶温度范围合金三种类型。

由于纯金属、共晶成分合金和窄结晶温度范围的合金在一般的铸造条件下是以逐层方式

凝固的，其凝固前沿直接与液态金属接触。当液态金属凝固成为固体而发生体积收缩时，可

以不断地得到液体的补充，所以产生分散性缩松的倾向性小。

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。

方程式（１１８）给出的是各参量之间的最普遍关系，它可以确定一切固体内的导热现象。

因此，导热微分方程可以用来确定铸件和铸型的温度场。由于导热微分方程式是一个基本方

程式，用它来解决某一具体问题时，为了使方程式的解

确实成为该具体问题的解，就必须对基本方程式补充一

些附加条件。这些附加条件就是一般所说的单值性条件。

它们把所研究的特殊问题从普遍现象中区别出来。

在不稳定导热（ｔτ≠０）的情况下，导热微分方程的解

具有非常复杂的形式。目前只能用来解决某些特殊的问

题。例如，对于形状最简单的物体 （如平壁、圆柱、

球），它们的温度场都是一维的，可以得到解决。