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实际金属比上述现象复杂得多，因为工业应用的金属主要是合金，而且是多元合金；原９
材料中存在多种多样的杂质，有些杂质的化学分析值虽然不高，甚至低于１０－４数量级，但
其原子数仍是惊人的；在熔化过程中，金属与炉气、熔剂、炉衬的相互作用还会吸收气体带
进杂质，甚至带入许多固、液体质点。因此，实际金属的液态结构是非常复杂的。它也存在
着游动原子集团、空穴以及能量起伏，在原子集团和空穴中溶有各种各样的合金元素及杂质
元素，由于化学键力和原子间结合力的不同，还存在着浓度起伏以至成分和结构不同的游动
原子集团。
２．铸件的凝固方式
一般将铸件的凝固方式分为三种类型。逐层凝固方式、体积凝固方式 （或称糊状凝固方
式）和中间凝固方式。铸件的凝固方式取决于凝固区域的宽度。
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Ｔ１ 和Ｔ２ 是铸件断面上两个不同时刻的温度场。
从图中可观察到，恒温下结晶的金属，在凝固过程中其铸件断面上的凝固区域宽度等于
零。断面上的固体和液体由一条界线 （凝固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不
断加厚，逐步到达铸件中心。这种情况为 “逐层凝固方式”。
如果合金的结晶温度范围很小，或断面温度梯度很大时，铸件断面的凝固区域则很窄，
也属于逐层凝固方式 ［图１３３（ｂ）］。
这就意味着当温度升高，能量从Ｗ０→Ｗ１→Ｗ２→Ｗ３→Ｗ４ 时，其间距 （振幅中心位置）将由
Ｒ０→Ｒ１→Ｒ２→Ｒ３→Ｒ４。也就是说，原子间距离将随温度的升高而增加，即产生热膨胀。另
一方面，空穴的产生也是物体膨胀的原因之一。由于能量起伏，一些原子则可能越过势垒跑
到原子之间的间隙中或金属表面，而失去大量能量，在新的位置上作微小振动 （图１３）。
有机会获得能量，又可以跑到新的位置上。如此下去，它可以在整个晶体中 “游动”，这个
过程称为内蒸发。原子离开点阵后，留下了自由点阵———空穴。
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