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３．凝固方式对铸件质量的影响 铸件的致密性和健全性与合金的凝固 方式密切相关。由上节所述可知，在铸件断面温度场相近的情况下，无论何种合金，它们的 结晶温度范围的大小对凝固方式的影响有共同的规律性。根据结晶温度范围将合金分为窄结 晶温度范围合金、宽结晶温度范围合金和中等结晶温度范围合金三种类型。 由于属、共晶成分合金和窄结晶温度范围的合金在一般的铸造条件下是以逐层方式 凝固的，其凝固直接与液态金属接触。当液态金属凝固成为固体而发生体积收缩时，可 以不断地得到液体的补充，所以产生分散性缩松的倾向性小。 １金属晶体中的原子结合、加热膨胀、熔化 晶体的结构和性能主要决定于组成晶体的原子结构和它们之间的相互作用力与热运动。 各种不同的晶体其结合力的类型和大小是不同的。但是在任何晶体中，两个原子间的相互作 图１１ Ａ、Ｂ原子作用力Ｆ和 势能Ｗ 与原子间距Ｒ的关系 用力或相互作用势能与它们之间距离的关系在性质上是相同的，如图１１所示。图１１（ａ） 表示原子间相互作用力Ｆ随原子间距离Ｒ的变化规律。当两个原子相距无穷远时，相互作 用力为零，当两原子靠近时，原子间产生吸引力 （Ｆ＜０）， 并随距离的缩短而增大。随着距离的继续缩短，到达Ｒ＝ Ｒ１ 时，吸引力大。 ３厚壁金属型中的凝固 当金属型的涂料层很薄时，厚壁金属型中凝固金属和铸型的热阻都不可忽略，因而 都存在明显的温度梯度。由于此时金属铸型界面的热阻相对很小，可忽略不计，则铸 型内表面和铸件表面温度相同。可以认为，厚壁金属型中的凝固传热为两个相连接的 半无限大物体的传热，整个系统的传热过程取决于铸件和铸型的热物理性质，其温度 分布如图１２７所示。 ４水冷金属型中的凝固 在水冷金属型中，是通过控制冷却水温度和流量使铸型温度保持近似恒定 （ｔ２Ｆ＝ｔ２０）， 在不考虑金属铸型界面热阻的情况下，凝固金属表面温度等于铸型温度 （ｔ１Ｆ＝ｔ２０）。在这 种情况下，凝固传热的主要热阻是凝固金属的热阻，铸件中有较大的温度梯度。系统的温度 分布如图１２８所示。