熔化潛熱使晶粒瓦解，液體原子具有更高

的能量，而金屬的溫度并不升高。從熱力學角度，在恒壓時，外界所供給的潛熱，除使體積

膨脹做功外，還增加系統的內能，如式（１１）所示。在等溫等壓下，熵值的增量如式（１２）

所示。

系統熵值增加表示原子排列發生紊亂。因此，熔化過程就是金屬從規則的原子排列突變

為紊亂的非晶態結構的過程。

２液態金屬的結構

（１）從物質熔化 （汽化）過程對液態金屬結構的認識　如表１１所示，金屬物質熔化時

的體積一般僅增加３％～５％，即原子平均間距僅增加１％～１５％，熔化時的熵值變化量遠

小于加熱膨脹過程。

如果因鑄件斷面溫度場較平坦 ［圖１３４（ａ）］，或合金的結晶溫度范圍很寬 ［圖１３４

（ｂ）］，鑄件凝固的某一段時間內，其凝固區域在某時刻貫穿整個鑄件斷面時，則在凝固區

域里既有已結晶的晶體也有未凝固的液體，這種情況為 “體積凝固方式”，或稱 “糊狀凝固

方式”。

如果合金的結晶溫度范圍較窄 ［圖１３５（ａ）］，或者鑄件斷面的溫度梯度較大 ［圖１３５

圖１３５　 “中間凝固方式”示意圖

（ｂ）］，鑄件斷面上的凝固區域寬度介于前

二者之間時，則屬于 “中間凝固方式”。

凝固區域的寬度可以根據凝固動態曲

線上的 “液相邊界”與 “固相邊界”之間

的縱向距離直接判斷。因此，這個距離的

大小是劃分凝固方式的一個準則。如果兩

條曲線重合在一起———恒溫下結晶的金屬，

或者其間距很小，則趨向于逐層凝固方式。

３．凝固方式對鑄件質量的影響

鑄件的致密性和健全性與合金的凝固

方式密切相關。由上節所述可知，在鑄件斷面溫度場相近的情況下，無論何種合金，它們的

結晶溫度范圍的大小對凝固方式的影響有共同的規律性。根據結晶溫度范圍將合金分為窄結

晶溫度范圍合金、寬結晶溫度范圍合金和中等結晶溫度范圍合金三種類型。

由于純金屬、共晶成分合金和窄結晶溫度范圍的合金在一般的鑄造條件下是以逐層方式

凝固的，其凝固前沿直接與液態金屬接觸。當液態金屬凝固成為固體而發生體積收縮時，可

以不斷地得到液體的補充，所以產生分散性縮松的傾向性小。