２．鑄件的凝固方式

一般將鑄件的凝固方式分為三種類型。逐層凝固方式、體積凝固方式 （或稱糊狀凝固方

式）和中間凝固方式。鑄件的凝固方式取決于凝固區(qū)域的寬度。

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Ｔ１ 和Ｔ２ 是鑄件斷面上兩個(gè)不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)。

從圖中可觀察到，恒溫下結(jié)晶的金屬，在凝固過(guò)程中其鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾鹊扔?/p>

零。斷面上的固體和液體由一條界線 （凝固前沿）清楚地分開(kāi)。隨著溫度的下降，固體層不

斷加厚，逐步到達(dá)鑄件中心。這種情況為 “逐層凝固方式”。

如果合金的結(jié)晶溫度范圍很小，或斷面溫度梯度很大時(shí)，鑄件斷面的凝固區(qū)域則很窄，

也屬于逐層凝固方式 ［圖１３３（ｂ）］。

表明液體的原子間距接近固體，在熔點(diǎn)附近其系統(tǒng)的混亂度只是稍大于

固體而遠(yuǎn)小于氣體的混亂度。表１２為一些金屬的熔化潛熱和汽化潛熱。如果說(shuō)汽化潛熱

（固→氣）是使原子間的結(jié)合鍵全部破壞所需的能量，則熔化潛熱只有汽化潛熱的３％～７％，

即固→液時(shí)，原子的結(jié)合鍵只破壞了百分之幾。因此，可以認(rèn)為液態(tài)和固態(tài)的結(jié)構(gòu)是相似

的，金屬的熔化并不是原子間結(jié)合鍵的全部破壞，液體金屬內(nèi)原子仍然具有一定的規(guī)律性，

特別是在金屬過(guò)熱度不太高 （一般高于熔點(diǎn)１００～３００℃）的條件下更是如此。需要指出的

是，在接近汽化點(diǎn)時(shí)，液體與氣體的結(jié)構(gòu)往往難以分辨，說(shuō)明此時(shí)液體的結(jié)構(gòu)更接近于

氣體。

距離再縮短時(shí)，吸引力又逐漸減小，

到Ｒ＝Ｒ０時(shí)，相互作用力等于零 （Ｆ＝０），此時(shí)達(dá)到平衡，

Ｒ０ 為平衡距離。當(dāng)距離小于平衡距離Ｒ０ 時(shí)，出現(xiàn)排斥力

（Ｐ＞０），并隨距離的繼續(xù)縮短而迅速增大。作用力Ｆ是由

引力和斥力構(gòu)成的合力。吸引力是異性電荷間的庫(kù)侖引

力；排斥力是同性電荷之間的斥力和。兩個(gè)原子的相互作

用勢(shì)能Ｗ （Ｒ）的曲線如圖１１（ｂ）所示，可見(jiàn)在Ｒ＝Ｒ０

時(shí)，對(duì)應(yīng)于能量的極小值，狀態(tài)穩(wěn)定。這說(shuō)明，原子之間

傾向于保持一定的間距，這就是在一定條件下，金屬中的

原子具有一定排列的原因。