可以看出，铸件的温度场随时间而变化，为不稳定温度场。铸件断面上的温度场

也称温度分布曲线。如果铸件均匀壁两侧的冷却条件相同，则任何时刻的温度分布曲线

对铸件壁厚的轴线是对称的。温度场的变化速率，即为表征铸件冷却强度的温度梯度。

温度场能更直观地显示出凝固过程的情况。

图１３１所示是铸件的凝固动态曲线，也是根据直接测量的温度时间曲线绘制的：首先

图１３１（ａ）上给出合金的液相线和固相线温度，把二直线与温度时间曲线相交的各点分

标注在图１３１（ｂ）（ｘ／Ｒ，τ）坐标系上，再将各点连接起来，即得凝固动态曲线。纵坐标

子ｘ是铸件表面向中心方向的距离，分母Ｒ是铸件壁厚之半或圆柱体和球体的半径。因

固是从铸件壁两侧同时向中心进行，所以ｘ／Ｒ＝１表示已凝固至铸件中心。

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。

故金属的流动条件和温度条件都在随时改变，这必然影响到所测流动性的准确度；各次试验所用铸型条件也很难

精控制；每做一次试验要造一次铸型。在生产和科研中螺旋形试样应用较多。真空试样如

图１１７所示，它的优点是铸型条件和液态金属的充型压头稳定，真空度可以随液态金属的

密度不同而改变，使各种金属能在相同的压头下充填，从而增加了试验结果的对比性，可以

观察充填过程，记录流动长度与时间的关系。