2.3铸件的凝固方式固－液部分划分为两个带右边的晶体已连成骨架，但液体还能在其间移动左边的已接近固相温度，固相占绝大部分，骨架之间的少量液体被分割成互补沟通的小“熔池”2.3.2．凝固区域及其结构2.3.3.铸件的凝固方式（1）逐层凝固图2-12（a）为恒温下结晶的纯金属或共晶成分合金某瞬间的凝固情况。是结晶温度，和是铸件断面上两个不同时刻的温度场。从图中可观察到，在恒温下结晶的纯金属、共晶成分的合金，断面上液体和固体由一条界线截然分开，没有“L+S”两相区，随温度下降，固体层不断加厚，逐步达到中心。这种情况为“逐层凝固方式”。对于结晶温度范围很窄，或断面温度梯度很大时，逐渐断面的凝固区域则很窄，也属于逐层凝固方式（图2-12（b））。2-12逐层凝固方式示意图2-13体积凝固方式示意图（2）体积凝固若铸件断面温度场较平坦，温度梯度很小（图2-13（a）），或结晶温度区间很宽（图2-1（b）），铸件凝固的某一段时间内，某凝固区域在某时刻贯穿整个铸件断面时，则在凝固区域里既有已结晶的晶体也有未凝固的液体，这种情况为“体积凝固方式”或称“糊状凝固方式”。（3）中间凝固方式图2-14中间凝固方式示意图如果合金的结晶温度范围较窄（图2-14（a）），或者铸件断面的温度梯度较大（图2-14（b）），铸件断面上的凝固区域宽度介于二者之间时，则属于“中间凝固方式”。（4）.凝固区域的宽度由凝固动态曲线上的”液相边界“和”固相边界“之间的纵向距离直接判断。这个距离大小是划分凝固方式的一个准则。如果两条曲线重合在一起，趋向于逐层凝固方式。如果两条曲线的间距很大，则趋向于体积凝固方式。1.以二元共晶相图为例说明1.逐层凝固3.糊状凝固2.中间凝固合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固。表层中心t铸件固相线液相线成分温度表层中心t铸件液固液表层中心St铸件温度液相线固凝固区2.3.4影响铸件凝固方式的因素合金的结晶温度范围**以碳钢为例说明2、铸件的温度梯度的影响在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决与铸件内外层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝固区由宽变窄。梯度很大的温度场，可以使宽结晶温度范围的合金按中间凝固方式凝固(加高碳钢在金属型中凝固)，甚至按逐层凝固方式凝固。很平坦的温度场，可以使窄结晶温度范围的合金按体积凝固方式凝固。所以，温度梯度是凝固方式的重要调节因素。工业纯铝（99%Al）在砂型和金属型中铸造时所测得的温度场合凝固动态曲线将它在砂型中的凝固动态曲线与上图中低碳钢的相应曲线比较则可看到，虽然工业纯铝的结晶温度范围为6度，比低碳钢的22度小得多，但是低碳钢为逐层凝固方式，而工业纯铝却已体积凝固方式进行凝固。其原因是铝的凝固温度低、结晶潜热和导热系数大，铸件断面的温度场平坦。图2-16工业纯铝铸件断面的温度场（a）和凝固动态曲线（图b）?返回上一内容下一内容回主目录第2章铸件的凝固第2章 铸件的凝固4、铸件的凝固时间铸造必定具有凝固这一过程，绝大多数的铸造缺陷是伴随凝固过程而产生的．所以，认识铸件的凝固规律，研究凝固过程的控制途径，对于铸造缺陷的防治，改善铸件质量，提高铸件的性能从而获得优质的铸件，有着十分重要的意义！本章主要内容：1、铸件的温度场２、铸件的凝固方式３、金属的凝固方式与铸件质量的关系2.1铸件与铸型的热交换特点液态金属注入铸型以后，随即发生两个过程：一是液态金属的温度不断下降；二是铸型受热温度上升。实践证明，铸型的内表面温度与其接近的铸件表面温度是不同的。这个现象说明，在铸件和铸型之间存在着一个中间层。该中间层可能是由于金属收缩使铸件各方向的尺寸缩小和铸型受热后发生膨胀形成的，可能是铸型表面的涂料层，也可能是间隙和涂料兼而有之的中间层。因此，铸件与铸型之间是一个“铸件—中间层—铸型”的不稳定热交换系统。下面分析“铸件—中间层—铸型”不稳定热交换系统在一瞬间的热交换特点。为了使问题简化，就假设铸件是无限大的板件，其厚度（X方向）为铸型所限，长和宽伸展到无穷远，即Y、Z方向无热流，并假设系统中各组元的温度场是按直线规律分布的。1、铸件在绝热铸型中的凝固砂型、石膏型、陶瓷型材料的导热系数比金属铸件