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晶体中每个原子皆在平衡位置附近振动 （即所谓热振
动），温度升高时振动能量增加，振动频率和振幅加大。
以双原子为模型 （图１２），假设左边的原子在坐标原点被
固定，而右边的原子是自由的。当温度升高时，右边自由
振动原子的振幅增大，此时，若该原子以Ｒ０ 为原点作简谐振动，则其平衡位置仍是Ｒ０，这
样就不会发生膨胀。但势能曲线向右是水平渐近线，向左是垂直渐近线，是极不对称的。
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１２７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１２８所示。
铸件的凝固实际上是不会进行的。所以增加过热程度，相当于提高了铸型的温度，使铸件的温度梯度减小。
在金属型铸造中，由于铸型具有较大的导热能力，而过热热量所占比重又很少，能够迅
速传导出去，所以浇注温度的影响不十分明显。
（４）铸件结构的影响 厚壁铸件比薄壁件含有更多的热量，当凝固层逐渐向中心推进
时，必然要把铸型加热到更高的温度。铸件越厚大，温度梯度就越小。薄壁件比厚壁件的温
度梯度大。铸件的性质复杂程度也对温度场有较大的影响，铸件的棱角和弯曲表面与平面壁
的散热条件不同，在铸件表面积相同的情况下，向外部凸出的曲面，如球面、圆柱表面、Ｌ
形铸件的外角。
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