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。

④ 实际液态金属的结构　以上描述的是理想纯金属的液态结构，其中只存在游动原子

团和原子集团间的空穴，液态中的原子存在着很大 “能量起伏”，游动的原子集团时聚时

，此起彼伏而存在 “结构起伏”。实际液体金属的结构要比纯金属复杂得多。

实际上，纯金属是不存在的。实际金属中，即使非常纯的实际金属中总存在着大量杂质

子。例如，纯度为９９９９９９９９％的纯铁，即杂质量为１０－８，每摩尔体积 （７１ｃｍ３）中总

原子数为６０２３×１０２３，则每１ｃｍ３ 铁液中所含杂质原子数约相当于１０１５个数量级。

这种现象称为 “结构起伏”。在一定的温度下，虽然存在 “能量起伏”和

“结构起伏”现象，但对于特定液态金属，其处于有序状态的原子集团具有一定的统计平均

尺寸；并且其平均尺寸大小随温度的升高而减小。

③ 液态结构及离子间相互作用的理论描述　在液态结构定量计算上，也提出了许多理

图１６　液态结构及粒子间相互作用

论模型及方程 （图１６）。通过建立偶分布函数

ｇ（ｒ）与偶势ｕ（ｒ）（即 “原子对”间的相互作用

势能与原子空间距离ｒ的函数关系）的方程，或

在已知偶势ｕ（ｒ）的条件下，计算出某一液体的

偶分布函数ｇ（ｒ）。