２．鑄件的凝固方式

一般將鑄件的凝固方式分為三種類(lèi)型。逐層凝固方式、體積凝固方式 （或稱(chēng)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。

７２

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）］。

如果因鑄件斷面溫度場(chǎng)較平坦 ［圖１３４（ａ）］，或合金的結(jié)晶溫度范圍很寬 ［圖１３４

（ｂ）］，鑄件凝固的某一段時(shí)間內(nèi)，其凝固區(qū)域在某時(shí)刻貫穿整個(gè)鑄件斷面時(shí)，則在凝固區(qū)

域里既有已結(jié)晶的晶體也有未凝固的液體，這種情況為 “體積凝固方式”，或稱(chēng) “糊狀凝固

方式”。

如果合金的結(jié)晶溫度范圍較窄 ［圖１３５（ａ）］，或者鑄件斷面的溫度梯度較大 ［圖１３５

圖１３５　 “中間凝固方式”示意圖

（ｂ）］，鑄件斷面上的凝固區(qū)域?qū)挾冉橛谇?/p>

二者之間時(shí)，則屬于 “中間凝固方式”。

凝固區(qū)域的寬度可以根據(jù)凝固動(dòng)態(tài)曲

線上的 “液相邊界”與 “固相邊界”之間

的縱向距離直接判斷。因此，這個(gè)距離的

大小是劃分凝固方式的一個(gè)準(zhǔn)則。如果兩

條曲線重合在一起———恒溫下結(jié)晶的金屬，

或者其間距很小，則趨向于逐層凝固方式。

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(wú)晶體區(qū)域，又無(wú)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(shí)驗(yàn)

，用無(wú)規(guī)則堆積的鋼球灌以油漆，固化后統(tǒng)計(jì)單個(gè)球接

點(diǎn)的數(shù)目。根據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jì)結(jié)構(gòu)獲得的偶分布函數(shù)ｇ（ｒ）與液體

的衍射實(shí)驗(yàn)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(wú)序的特征，為奠定液體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)幾何基

做出了重要貢獻(xiàn)。