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１５　７００℃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。

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。

在这种情况下，铸件和铸型的温度分布如图１２５所示。因此可以认为，在整个传热过

程中，铸件断面的温度分布是均匀的，铸型内表面温度接近铸件的温度。如果铸型足够厚，

由于铸型的导热性很差，铸型的外表面温度仍然保持为ｔ２０。所以，绝热铸型本身的热物理

性质是决定整个系统传热过程的主要因素。

２金属铸型界面热阻为主的金属型中凝固

较薄的铸件在工作表面涂有涂料的金属型中铸造时，就属于这种情况。金属铸型界面

处的热阻较铸件和铸型中的热阻大得多，这时，凝固金属和铸型中的温度梯度可忽略不计，

即认为温度分布是均匀的，传热过程取决于涂料层的热物理性质。若金属无过热浇注，则界

面处铸件的温度等于凝固温度 （ｔＦ＝ｔＣ），铸型的温度保持为ｔ２０，如图１２６所示。