铸件凝固过程中，许多物理参数都是与温度密切相关的。因此，研究金属液态成型过程
的凝固现象最主要的就是解决不同时刻，铸型和铸件中温度场的变化。根据铸件温度场，
能预计其凝固过程中断面上各时刻的凝固区域大小及变化，凝固速度，凝固时间，缩松和
孔的倾向等参数，为正确设计工艺结构及参数提供科学的依据，从而改善铸件组织及提高
性能。
研究铸件温度场的方法有：实测法、数学解析法和数值模拟法等。数学解析方法是利用
用数学方法研究铸件和铸型的传热，主要目的是利用传热学的理论。
三、铸件温度场的测定及动态凝固曲线
铸件温度场测定方法的示意图如图１２９所示。将一组热电偶的热端固定在型腔中 （如
铸型中）的不同位置，利用多点自动记录电子电位计 （或其他自动记录装置）作为温度测量
和记录装置，即可记录自金属液注入型腔起至任意时刻铸件断面上各测温点的温度时间曲
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线，如图１３０（ａ）所示。根据该曲线可绘制
出铸件断面上不同时刻的温度场 ［图１３０
（ｂ）］和铸件的凝固动态曲线 ［图１３１（ｂ）］。
铸件温度场的绘制方法是：以温度为纵
坐标，以离开铸件表面向中心的距离为横坐
标，将图１３０（ａ）中同一时刻各测温点的温
度值分别标注在图１３０（ｂ）的相应点上，连
接各标注点即得到该时刻的温度场。以此类
推，则可绘制出各时刻铸件断面上的温度场。
熔化潜热使晶粒瓦解，液体原子具有更高
的能量，而金属的温度并不升高。从热力学角度，在恒压时，外界所供给的潜热，除使体积
膨胀做功外，还增加系统的内能，如式（１１）所示。在等温等压下，熵值的增量如式（１２）
所示。
系统熵值增加表示原子排列发生紊乱。因此，熔化过程就是金属从规则的原子排列突变
为紊乱的非晶态结构的过程。
２液态金属的结构
（１）从物质熔化 （汽化）过程对液态金属结构的认识 如表１１所示，金属物质熔化时
的体积一般仅增加３％～５％，即原子平均间距仅增加１％～１５％，熔化时的熵值变化量远
小于加热膨胀过程。
