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。

由于纯金属、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，其凝固前沿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）铸型的蓄热系数　铸型的蓄热系数ｂ２ （ｂ２＝ ｃ２ρ２λ槡２）表示铸型从其中的金属中吸

取并储存于本身中热量的能力。蓄热系数ｂ２

越大，铸型的激冷能力就越强，金属液于其中

保持液态的时间就越短，充型能力下降。金属型铸造中，经常采用涂料调整其蓄热系数ｂ２

。

为使金属型浇口和冒口中的金属液缓慢冷却，常在一般的涂料中加入ｂ２

很小的石棉粉。

（２）铸型的温度　预热铸型能减小金属与铸型的温差，从而提高其充型能力。例如，在

金属型中浇注铝合金铸件，将铸型温度由３４０℃提高到５２０℃，在相同的浇注温度 （７６０℃）

下，螺旋线长度由５２５ｍｍ增加到９５０ｍｍ。在熔模铸造中，为得到清晰的铸件轮廓，可将型

壳焙烧到８００℃以上进行浇注或利用型壳焙烧刚结束的高温余热进行浇注。

图１３１（ｂ）左边的曲线与铸件断面上各时刻的液相等温线相对应，称为 “液相边界”，

右边的曲线与固相等温线相对应，称为 “固相边界”。从图１３１（ｂ）可以看出，时间为２ｍｉｎ

时，距铸件表面ｘ／Ｒ＝０６处合金开始凝固，由该处至铸件中心的合金仍为液态 （液相区）；

ｘ／Ｒ＝０２处合金刚刚凝固完了，从该处至铸件表面的合金为固态 （固相区），二者之间是

液固两相区 （凝固区）。到３２ｍｉｎ时，液相区消失。经过５３ｍｉｎ，铸件壁凝固完毕。所

以，图１３１（ｂ）的两条曲线是表示铸件断面上液相和固相等温线由表面向中心推移的动态

曲线。“液相线”边界从铸件表面向中心移动，所到之处凝固就开始；