铸件的凝固特性又称凝固方式。纯金属和共晶成分的二元合金为逐层凝固;如果铸件断面中心已开始结晶而表面尚未结壳，则是糊状凝固;中间凝固方式则介于上述两者之间;铸件的凝固方式还可以按结晶过程分为外生生长和内生生长两类。
外生凝固方式的特点是：首先在型壁处开始结晶，晶体向熔液中心生长。
当固‘液界面(即凝固前沿)为理想的平界面时，称为平滑壁(光滑界面)凝固。
当固一液界面以树枝状生长，其界面呈锯齿状，称为粗糙壁(界面)凝固。
当树枝结晶强烈分枝，在熔液中形成网状并贯穿铸件整个断面，称为海绵状(网状)凝固。
内生凝固方式的特点是：
结晶在熔液内部进行。
几乎同时形核又以同样快的速度生长，形成由固体和液体组成的糊状混合物，故称为糊状凝固。
如果铸件表面层的凝固比熔液内部早开始或先结束，那么在内生凝固条件下也可能形成固体壳，故称为壳状凝固。
在三种外生的和两种内生的凝固方式之间，甚至在内生和外生凝固方式之间，都有过渡形式。
可以看出：平滑壁凝固和粗糙壁凝固相当于的逐层凝固;海绵状凝固和糊状凝固相当于糊状凝固;壳状凝固则相当于中间凝固方式。
影响凝固方式的因素是：合金的结晶温度范围A rc和铸件断面上的温度差6r的比值。当△%671时，倾向于糊状凝固方式。
1.合金结晶温度范围 在铸件断面温度差相近情况下，凝固区域宽度随合金结晶温度范围增大而加大。合金结晶温度范围见表l-77。
表l-77铸造合金的结晶温度范围分类
结晶温度范围 △n／℃ | 零结晶温度范围△％=0℃ | 窄结晶温度范围△％≤40℃ | 中等结晶温度范围△R=41～80℃ | 宽结晶温度范围△R>80℃ |
铸造合金种类 | 纯金属(如纯铜)二元共晶成分合金 | 低碳钢(”(c)≤0．20％) 铝青铜(”(A1)=9％) 黄铜(”(zn)=40％) 共晶和接近共晶的亚共晶灰铸铁、铝硅合金(ZAl一Sil2) | "(C)=O．30％·～O．50％的碳钢特种黄铜接近共晶的亚共晶灰铸铁 | Ⅲ(C)>0．50％碳钢锡青铜(如ZCuSnl0Zn2) 铝铜合金(如ZAlCu4) 亚共晶灰铸铁 |
2.断面温度差(温度梯度) 在合金结晶温度范围既定情况下，凝固区域宽度随温度差(梯度)增大而减小。
凡是影响温度差(梯度)的因素都对凝固区域宽度有影响。其中主要因素为合金热扩散率、铸型蓄热系数和金属凝固温度(或合金的液相线温度)。合金热扩散率大、铸型蓄热系数小、金属凝固温度低，都使温度梯度减小(温度分布曲线平坦化)，导致凝固区域加宽。
凝固区域宽度决定于合金结晶温度范围、合金热扩散率、铸型蓄热系数和合金液相线温度的综合影响。图1_50是碳的质量分数不同的三种碳钢在砂型和金属型铸造中所测得的凝固动态曲线。铸件尺寸为178mm x 178mm×533mrr-，立浇，顶部放置大冒口以防铸件产生缩孔。碳钢的结晶温度范围随碳的质量分数增加而扩大，图1-50中不同的碳钢的结晶温度范围如下：
低碳铸钢(伽(c)=0.05%～O.10%)，△R=22℃;液相线温度1534℃。
中碳铸钢(埘(C)=0.25%～0.30%)，△孔=42℃;液相线温度1519℃。
高碳铸钢(埘(c)=O.55%～0.60%)，△%=’70~C。液相线温度1493~C。
碳钢的热扩散率d(Ⅱ=A/cp)主要决定于热导率A，热导率随碳的质量分数增加而减小。可以看出，凝固方式主要决定于结晶温度范围和铸型蓄热系数6，6=(cap)“。。
在砂型铸造条件下，由于铸型蓄热系数小，因而温度梯度很小(温度分布曲线较平坦)，结晶温度范围对凝固区域宽度的影响甚为明显。因此，低碳铸钢为逐层凝固，高碳铸钢为糊状凝固，而中碳铸钢为中间凝固方式;在金属型铸造条件下，由于金属型蓄热系数远比砂型大，铸件断面温度梯度很大
