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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）］。

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。

① 钢球模型　假设液态金属是均质的、密度集中的、

列紊乱的原子堆积体。其中既无晶体区域，又无大到足

容纳另一原子的空穴。在构建液体结构几何模型的实验

，用无规则堆积的钢球灌以油漆，固化后统计单个球接

点的数目。根据统计结果可确定该结构的平均配位数，

液态结构的平均配位数。发现，在紊乱密集的球堆中存

高度致密区，其统计结构获得的偶分布函数ｇ（ｒ）与液体

的衍射实验结构很好吻合。钢球模型形象地描述了液体

程有序远程无序的特征，为奠定液体结构的统计几何基

做出了重要贡献。