鋁合金型材熔體經(jīng)過(guò)爐內(nèi)和在線(xiàn)精煉、過(guò)濾之后即可進(jìn)入鋁型材原材料的鑄造工序；在鋁型材原材料鑄造工序中，鋁熔體形核、長(zhǎng)大，發(fā)生變相，凝成晶體。這是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，是決定工業(yè)鋁型材原材料產(chǎn)品質(zhì)量極其關(guān)鍵的過(guò)程。

連續(xù)鑄造鋁型材鑄錠時(shí)，當(dāng)熔體注入結(jié)晶器后，由于結(jié)晶器周?chē)ㄓ欣鋮s水，鋁熔體釋放的熱量由結(jié)晶器壁傳給冷卻水，熔體即從表面開(kāi)始凝固結(jié)晶，隨之向中心擴(kuò)展；又因?yàn)槔鋮s水以20°—30°方向噴向底座或已經(jīng)凝固的注定，底部的熔體熱量也通過(guò)底座或鑄錠傳給冷卻水，熔體又從底部開(kāi)始結(jié)晶，隨之向上部擴(kuò)展。這就是說(shuō)，對(duì)于圓鑄錠的潔凈凝固，在直徑方向由外向內(nèi)推進(jìn)，在高度方向由下向上推進(jìn)；鑄錠上部其被結(jié)晶前沿所包圍的熔體被稱(chēng)為液穴。液穴深度為結(jié)晶器內(nèi)開(kāi)始結(jié)晶的層面至結(jié)晶前沿底部區(qū)間金屬熔體的高度。

計(jì)算公式如下：

L——單位結(jié)晶潛熱：kJ/kg c——金屬平均比熱容：kJ/(kg.℃） p——鑄錠密度：kg/m3 t1——合金液相線(xiàn)溫度，℃ t2——鑄錠表面溫度，℃ υ——鑄造速度，m/h R——鑄錠半徑，m B——系數(shù)，扁錠取2，圓錠取4 κ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m.K）
	結(jié)晶計(jì)算公式	澆注液穴示意圖

鋁型材鑄錠的結(jié)晶就是在這個(gè)被稱(chēng)為液穴的區(qū)域里完成；研究這個(gè)液穴里發(fā)生的凝固過(guò)程，了解鋁型材原材料的鑄造工藝參數(shù)對(duì)這個(gè)液穴的影響，探索改善液穴的形狀和結(jié)晶條件，完善和優(yōu)化工藝流程，提高工業(yè)鋁型材原材料的質(zhì)量至關(guān)重要，是鋁型材加工技術(shù)工作者長(zhǎng)期以來(lái)不斷探索研究、改進(jìn)完善的重要課題。

在液穴的任一橫斷面上存在著三個(gè)區(qū)域：固相區(qū)、固液相共存區(qū)（兩相區(qū)）、液相區(qū)。

高溫熔體在結(jié)晶器中冷卻到凝固點(diǎn)，釋放變相潛熱，結(jié)晶成固態(tài)物質(zhì)，即固相，高于凝固點(diǎn)的熔體不能結(jié)晶，仍然為液相，這很容易理解；但為什么結(jié)晶前沿存在兩相共存區(qū)，這個(gè)兩相共存區(qū)是如何形成的，對(duì)熔體的結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生什么影響，下面來(lái)討論一下這個(gè)問(wèn)題。

任一瞬間M鋁合金型材鑄造橫斷面凝固區(qū)域結(jié)構(gòu)與溫度的關(guān)系。