四、鑄件的凝固方式

１凝固區(qū)域及其結(jié)構(gòu)

鑄件在凝固過程中，除純金屬和共晶成分合金外，斷面上一般都存在三個區(qū)域，即固相

區(qū)、凝固區(qū)和液相區(qū)。鑄件的質(zhì)量與凝固區(qū)域有密切關(guān)系。

圖１３２　凝固區(qū)域結(jié)構(gòu)示意圖

圖１３２是凝固區(qū)域結(jié)構(gòu)的示意圖 （另一半與之

對稱）。凝固區(qū)域又可劃分為兩個部分。液相占優(yōu)

勢的液固部分和固相占優(yōu)勢的固液部分。在液固部

分中，晶體處于懸浮狀態(tài)而未連成一片，液相可以

自由移動。用傾出法做實驗時，晶體能夠隨同液態(tài)

金屬一起被傾出。

鑄件的凝固實際上是不會進行的。所以增加過熱程度，相當于提高了鑄型的溫度，使鑄件的溫度梯度減小。

在金屬型鑄造中，由于鑄型具有較大的導(dǎo)熱能力，而過熱熱量所占比重又很少，能夠迅

速傳導(dǎo)出去，所以澆注溫度的影響不十分明顯。

（４）鑄件結(jié)構(gòu)的影響　厚壁鑄件比薄壁件含有更多的熱量，當凝固層逐漸向中心推進

時，必然要把鑄型加熱到更高的溫度。鑄件越厚大，溫度梯度就越小。薄壁件比厚壁件的溫

度梯度大。鑄件的性質(zhì)復(fù)雜程度也對溫度場有較大的影響，鑄件的棱角和彎曲表面與平面壁

的散熱條件不同，在鑄件表面積相同的情況下，向外部凸出的曲面，如球面、圓柱表面、Ｌ

形鑄件的外角。

空穴的產(chǎn)生使局部地區(qū)能壘

降低，鄰近的原子則進入空穴位置，造成空穴的移動。溫度愈高，原子的能量愈大，產(chǎn)生的

空穴數(shù)目愈多，從而使金屬膨脹。在熔點附近，空穴數(shù)目可達原子總數(shù)的１０％。

當把金屬加熱到熔點時，會使金屬的體積突然膨脹３％～５％。這個數(shù)值等于固態(tài)金屬

力學(xué)溫度零度加熱到熔點前的總膨脹量。除此之外，金屬的其他性質(zhì)如電阻、黏性等在

度下發(fā)生突變。同時，這種突變還反映在熔化潛熱上，即金屬在此時吸收大量熱量，溫

不升高。這些突變現(xiàn)象是不能僅僅用離位原子和空穴數(shù)目的增加加以解釋的。