鑄件凝固過程中，許多物理參數(shù)都是與溫度密切相關(guān)的。因此，研究金屬液態(tài)成型過程

的凝固現(xiàn)象最主要的就是解決不同時刻，鑄型和鑄件中溫度場的變化。根據(jù)鑄件溫度場，

能預(yù)計其凝固過程中斷面上各時刻的凝固區(qū)域大小及變化，凝固速度，凝固時間，縮松和

孔的傾向等參數(shù)，為正確設(shè)計工藝結(jié)構(gòu)及參數(shù)提供科學(xué)的依據(jù)，從而改善鑄件組織及提高

性能。

研究鑄件溫度場的方法有：實測法、數(shù)學(xué)解析法和數(shù)值模擬法等。數(shù)學(xué)解析方法是利用

用數(shù)學(xué)方法研究鑄件和鑄型的傳熱，主要目的是利用傳熱學(xué)的理論。

在鑄件斷度梯度相近的情況下，固液相區(qū)的寬度取決于鑄件合金的凝固溫度區(qū)間ΔｔＣ 的大小。圖

８是三種不同碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳鋼在砂型和金屬型中凝固時測得的動態(tài)凝固曲線?？梢?，

碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，碳鋼的結(jié)晶溫度范圍在不斷擴(kuò)大，鑄件斷面的凝固區(qū)域隨之加寬。低

在砂型中的凝固近于逐層凝固方式，中碳鋼為中間凝固方式，高碳鋼近于體積凝固。

當(dāng)鑄件合金成分確定后，鑄件斷面固液相區(qū)的寬度則取決于鑄件中的溫度梯度。溫度梯

度較大時，固液相區(qū)的寬度較窄，則合金趨向于逐層凝固方式，反之依然。

① 鋼球模型　假設(shè)液態(tài)金屬是均質(zhì)的、密度集中的、

列紊亂的原子堆積體。其中既無晶體區(qū)域，又無大到足

容納另一原子的空穴。在構(gòu)建液體結(jié)構(gòu)幾何模型的實驗

，用無規(guī)則堆積的鋼球灌以油漆，固化后統(tǒng)計單個球接

點的數(shù)目。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可確定該結(jié)構(gòu)的平均配位數(shù)，

液態(tài)結(jié)構(gòu)的平均配位數(shù)。發(fā)現(xiàn)，在紊亂密集的球堆中存

高度致密區(qū)，其統(tǒng)計結(jié)構(gòu)獲得的偶分布函數(shù)ｇ（ｒ）與液體

的衍射實驗結(jié)構(gòu)很好吻合。鋼球模型形象地描述了液體

程有序遠(yuǎn)程無序的特征，為奠定液體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計幾何基

做出了重要貢獻(xiàn)。