当使表面增加ΔＳ面积时，外界对系统所

做的功为ΔＷ＝σΔＳ。外界所做的功仅用于抵抗表面张力而使系统表面积增大所消耗的能量。

该功的大小等于系统自由能的增量，即

ΔＷ＝σΔＳ＝ΔＦσ＝ΔＦΔＳ（１１１）

由此可知，表面自由能即单位面积上的自由能。由于表面自由能可表达为力与位移的乘

积，因此，［σ］＝Ｊｍ２＝Ｎ·ｍｍ２ ＝Ｎｍ

这样，σ又可理解为物体表面单位长度上作用着的力，即表面张力。表面自由能与表面

张力在数值上是相同的，它们是从不同角度描述了同一现象。但在习惯上往往都采用表

面张力这个名词。

（２）铸型性质的影响　铸件在铸型中的凝固是因铸型吸热而进行的。所以，任何铸件的

凝固速度都受铸型吸热速度的支配。铸型的吸热速度越大，则铸件的凝固速度越大，断面上

的温度场的梯度也就越大。铸型的蓄热系数 （ｂ２）越大，对铸件的冷却能力越强，铸件中的

温度梯度就越大。铸型预热温度越高，冷却作用就越小，铸件断面上的温度梯度也就越小。

（３）浇注条件的影响　液态金属的浇注温度很少超过液相线以上１００℃，因此，金属由

于过热所得到的热量比结晶潜热要小得多，一般不大于凝固期间放出的总热量的５％～６％。

但是，实验证明，在砂型铸造中非等到液态金属的所有过热量全部散失。

１充型能力的概念

液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸

型的能力，简称液态金属的充型能力。实践证明，同一种金属用不同的铸造方法，所能铸造

的铸件壁厚不同。同样的铸造方法，由于金属不同，所能得到的壁厚也不同，如表

１４所示。液态金属的充型能力首先取决于金属本身的流动能力，同时又受外界条件，如铸

型性质、浇注条件，铸件结构等因素的影响，是各种因素的综合反映。

液态金属本身的流动能力，称为 “流动性”，是金属的铸造性能之一，与金属的成分、

温度、杂质含量，及其物理性质有关。金属的流动性对于排出其中的气体、夹杂物和凝固时

的补缩、裂纹的防止都非常重要。