合金管件的凝結(jié)膨脹是由于鉍的這一特性所致。當(dāng)金屬熔化時(shí)，體積的變化與其晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)具有致密晶體結(jié)構(gòu)的金屬熔化時(shí)，由于原子間鍵的減弱，體積增大，密度減小。當(dāng)鉍被熔化時(shí)，原子結(jié)合增加，密度增加。當(dāng)鉍轉(zhuǎn)化為液體時(shí)，其原子配位數(shù)發(fā)生變化，配位數(shù)從3個(gè)單位增加到8~10個(gè)單位，使熔化的液體變得更加致密。其體積也相應(yīng)減少。鉍由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，鉍的體積減少了3.3%。相反，當(dāng)鉍從液體變?yōu)楣腆w時(shí)，體積增大，密度降低，即縮合過程中的體積膨脹。由于鉍具有這一特性，以鉍為基體的鉍和錫二元共晶合金，由于鉍的含量占有相當(dāng)?shù)谋壤脖憩F(xiàn)出這一特性。隨著合金中鉍含量的變化，合金的體積膨脹值也隨之變化。低熔點(diǎn)合金可用于模具的原因是鉍基合金具有凝結(jié)和膨脹的特點(diǎn)。

　　通過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度對(duì)鉍和錫二元共晶合金管件的硬度有影響。同一試樣在夏季和冬季的硬度值明顯不同，冬季高，夏季低。雖然相同的試樣在夏季和冬季進(jìn)行了測(cè)試，但它們之間存在時(shí)間依賴關(guān)系，不一定受環(huán)境溫度的影響，但測(cè)試結(jié)果表明，夏季和冬季新制備的鉍和錫合金的硬度測(cè)試結(jié)果有相同的差異。這表明環(huán)境溫度對(duì)合金的硬度有影響。同時(shí)發(fā)現(xiàn)合金的硬度隨凝固速率和冷卻速率的變化而變化。如果冷卻速度過快，合金管的硬度會(huì)降低，如果冷卻速度加快，合金的硬度就會(huì)提高。