可以看到,液态铝中的原子的排列在几个原子间距的小范围内,与其固态铝原子的排列
图15 700℃时液态Al中原子分布曲线
[当r→∞时,ρ(r)→ρ0,表示
较大体积中的原子平均密度
(相当于非晶态材料)]
方式基本一致,呈现出一定的有规则排列;而距离远的原子
排列就不同于固态了,表现为无序状态。这也是液态金属结
构的主要特征,称之为 “近程有序”、“远程无序”结构。
(3)液态金属结构的理论模型 对液态金属结构的理
论描述至今还没有一个公认的、系统的、科学的模型。以
下就几类典型模型做简要介绍。
(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。
实际金属比上述现象复杂得多,因为工业应用的金属主要是合金,而且是多元合金;原9
材料中存在多种多样的杂质,有些杂质的化学分析值虽然不高,甚至低于10-4数量级,但
其原子数仍是惊人的;在熔化过程中,金属与炉气、熔剂、炉衬的相互作用还会吸收气体带
进杂质,甚至带入许多固、液体质点。因此,实际金属的液态结构是非常复杂的。它也存在
着游动原子集团、空穴以及能量起伏,在原子集团和空穴中溶有各种各样的合金元素及杂质
元素,由于化学键力和原子间结合力的不同,还存在着浓度起伏以至成分和结构不同的游动
原子集团。