铸锭缺陷 PPT课件
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铸件缺陷分析PPT课件
铸件在凝固末期或刚凝固 后不久产生的裂纹。
03
铸件缺陷形成原因及机理分析
原材料因素
原材料质量
使用不合格或质量差的原材料， 如废钢、生铁等，其中含有的杂 质元素和气体可能导致铸件缺陷 。
原材料配比
原材料配比不合理，如碳、硅等 元素含量过高或过低，会影响铸 件的凝固过程和机械性能。
熔炼工艺因素
熔炼温度
介绍了常用的铸件缺陷检测与评估方法，如目视检查、无损检测、 金相分析等，以及各种方法的优缺点和适用范围。
缺陷预防与控制措施
重点讲解了铸件缺陷的预防和控制措施，包括优化铸造工艺、提高原 材料质量、加强过程监控等方面。
学员心得体会分享
知识收获
学员们表示通过本次课程，对铸件缺陷的类型、成因、检 测与评估方法有了更深入的了解，对铸件质量控制的重要 性有了更深刻的认识。
其他可能影响因素
生产环境
生产环境中的温度、湿度和清洁度等因素对铸件质量也有一 定影响。例如，湿度过高可能导致型砂粘结力下降，温度过 高则可能导致铁液冷却速度过快。
操作技能
操作工人的技能水平和经验对铸件质量也有重要影响。例如 ，合箱时定位不准确、浇注时铁液温度控制不当等都可能导 致铸件缺陷。
04
铸件缺陷预防措施与改进方法
控制熔炼温度
根据原材料成分和熔炼设备特点， 合理设置熔炼温度，避免过高或 过低的熔炼温度对铸件质量产生 不良影响。
调整化学成分
通过添加合金元素和调整废钢、生 铁等原材料的配比，控制铁水的化 学成分，提高铸件的力学性能和耐 蚀性。
减少熔炼杂质
采取过滤、除渣等措施，减少熔炼 过程中产生的氧化物、硫化物等杂 质，提高铁水的纯净度。
夹渣和夹杂物
01属夹杂物，夹杂 物则是金属或非金属杂质。
铸件常见铸造缺陷 PPT
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：黑皮（其二）
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：气孔 缺陷特点：铸件内部或表面 有大小不同的孔眼，孔的内 壁光滑，多呈圆形。 产生原因：砂型太紧或型砂 透气性差；型砂太湿；砂芯 通气孔堵塞；浇注系统不正 确，气体排不出去
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：缩孔（大而集中 的空洞 ） 缺陷特点：铸件厚、断面处 出现形状不规则的孔眼，孔 的内壁粗糙。 产生原因：冒口设置不正确 ；合金成分不合格，收缩过 大；浇注温度过高；铸件设 计不合理，无法进行补缩
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：疏松（细小而分 散的空隙） 缺陷特点：铸件厚、断面处 出现形状不规则的孔眼，孔 的内壁粗糙。 产生原因：冒口设置不正确 ；合金成分不合格，收缩过 大；浇注温度过高；铸件设 计不合特点
缺陷名称：铸字不清 缺陷特点： 产生原因：型腔铸字部分起 模不畅，型砂粒度太粗
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：披缝 缺陷特点：铸件表面在分模 面处的规则缩陷。 产生原因： 砂型或砂芯分模 面处的飞边未去除
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：表面多肉 缺陷特点：铸件表面有多余 的部分。 产生原因：砂型或砂芯的相 应部分掉肉。
铸件常见铸造缺陷
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：砂眼 缺陷特点：铸件内部或表面 有充满砂粒的孔眼，孔形不 规则 产生原因：型砂强度不够或 局部没舂紧，掉砂；型腔、 浇口内散砂未吹净；合箱时 砂型局部挤坏，掉砂；浇注 系统不合理，冲坏砂型
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：砂眼（其二）
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：砂眼（加工后）
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：表面多肉肉（其 二）
铸造常见缺陷特点
缺陷名称：缺肉（缺料） 缺陷特点：铸件表面有缺少 一块，可能导致报废。 产生原因：浇冒口切除时带 掉一块；
20.铸锭缺陷
三，铸锭缺陷在铸锭或铸件中，经常存在一些缺陷，常见的缺陷有缩孔气孔及夹杂物等()一缩孔缩孔缺陷的原因：铸件在冷却和凝固过程中，由于金属的液态收缩和凝固收缩，原来填满铸型的液态金属，凝固后就不再能填满，此时如果没有液体金属继续补充的话，就会出现收缩孔洞，称之为缩孔。
缩孔的危害：铸件中存在缩孔，会使铸件中有效承载面积减少，导致应力集中，可能成为裂纹源；并且降低铸件的气密性，特别是承受压应力的铸件，容易发生渗漏而报废。
缩孔的出现是不可避免的人们只能通过改变结晶时的冷却条件和铸锭的形状来控制其出现的部位和分布状况缩孔分为集中缩孔和分散缩孔或缩松两类图2.38为集中缩孔形成过程示意图：液态金属浇入铸型后，与型壁先接触的一层液体先结晶，中心部分的液体后结晶，先结晶部分的体积收缩可以由尚未结晶的液态金属来补充，而最后结晶部分的体积收縮则得不到补充。
因此整个铸锭结晶时的体积收縮都集中到最后结晶的部分，于是便形成了集中缩孔。
图2.39为缩孔的另一种形式叫二次缩孔或中心线缩孔由于铸锭上部先已基本凝固，下部分仍处于液体状态，当其凝固收缩时得不到液体的及时补充，因此便在下部形成缩孔。
所以必须在铸锭时予以切除集中缩孔和二次缩孔都破坏了铸锭的完整性，并使其附近含有较多的杂质，在以后的轧制过程中随铸锭整体的延伸而伸长，不能焊和造成废品如果只切除了明显的集中缩孔未切除暗藏的二次缩孔即中心线缩孔，将给以后的机械产品留下隐患，造成亊故。
如果铸型设计得不当浇筑工艺掌握的不好则缩孔长度可能增加，甚至贯穿铸锭中心，严重影响铸锭质量缩短缩孔长度提高到顶部减少切头率提高材料利用率的措施：1.加快底部的冷却速度。
如在铸型底部安放冷铁，使凝固尽可能地自下而上进行，从而使缩孔大大减小。
2.在铸锭顶部加保温冒口，使铸锭上部的液体最后凝固，收缩时可得到液体的补充，把缩孔集中到顶部的保温冒口中3.此外，使铸型壁上薄下厚，锭子上大下小，可缩短缩孔长度分散缩孔缩松的形成机理：大多数金属结晶时以树枝晶方式长大，在柱状晶尤其是粗大的等铀晶形成过程中，由于树枝晶的充分发展以及各品枝间相互穿插和相互封锁作用，使一部分液体被孤立分隔于各枝晶之间，凝固收缩时得不到液体的补充，结晶结束后便在这些区域形成许多分散的不规则的缩孔，称为缩松。
铸造缺陷鉴别ppt课件
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铸造缺陷名称及分类（5-6）
残缺类
浇不到 5-1
未浇满 夹杂类 5-2 跑火 5-3 损伤 5-4
金属夹杂物 6-1 冷豆 6-2 内渗豆 6-3 （ 夹渣） 6-4 （ 砂眼） 6-5
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铸造缺陷名称及分类（7）
性能、成分、组织不合格 7-1、物理性能不合 7-2、机械性能不合格 7-3、化学成分不合格 7-4、石墨漂浮 7-5、石墨粗大
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二、孔洞类铸造缺陷的鉴别
①、缩孔常见部位示意 图
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二、孔洞类铸造缺陷的鉴别
②、缩松：铸件断面上 出现的分散而细小的 缩孔。有时借放大镜 才能发现。缩松部位 在水压试验时会渗漏 疏松：形状和缩松 相似，但孔洞更细小， 组织粗大，石墨粗大 等缺陷也可能导致铸 件组织疏松。
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二、孔洞类铸造缺陷的鉴别
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☆ 缺陷分类
一、常见铸件的缺陷分类
因此，分析铸件缺陷产生的原因时，要 从具体情况出发，根据具体条件—缺陷 的特点，位置，采用的工艺和所用材料 等因素，进行综合分析研究，才能正确 地得出产生缺陷的主要原因，采取相应 的技术和组织措施，有效地防止和消除 缺陷。
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☆ 铸件缺陷名称及分类
铸件常见缺陷
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二、孔洞类铸造缺陷的鉴别
③、反应气孔：液态金 属的某些成分之间或 液态金属与铸型在界 面上发生化学反应产 生的气孔。 气孔位于铸件表皮 下，有的呈分散的针 状，有的隐藏在铸件 上部并伴有夹渣。
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铸件气孔实例（1）
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铸件气孔实例（2）
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二、孔洞类铸造缺陷的鉴别
2、缩孔：形状为不规 则的封闭或敞露的孔 洞，孔壁粗糙并带有 枝状晶，且晶粒粗大。 常出现在铸件最后凝 固的部位（热节处）
铸造缺陷鉴别 PPT
残缺类
浇不到 5-1
未浇满 夹杂类 5-2 跑火 5-3 损伤 5-4
金属夹杂物
6-1 冷豆
6-2 内渗豆
6-3 （ 夹渣）
6-4 （ 砂眼）
6-5
铸造缺陷名称及分类（7）
性能、成分、组织不合格 7-1、物理性能不合 7-2、机械性能不合格 7-3、化学成分不合格 7-4、石墨漂浮 7-5、石墨粗大
➢ ➢
➢孔眼类
➢ ➢ ➢
1-1 气孔 1-2 缩孔 （缩松） 1-3 砂眼 多肉类
（渣眼）
1-4 铁豆
2-1批缝 （飞边）
2-2抬型 （抬箱 ）
2-3 涨箱 2-4冲砂 2-5掉砂 2-6外渗豆
裂纹 冷隔类
3-1冷裂
3-2热裂 3-3冷隔
表面 缺陷类
3-4热处理裂纹
4-1鼠尾 4-2 沟槽 4-3夹砂 4-4机械粘砂 4-5化学粘砂 4-6表面粗糙 4-7皱皮 4-8缩陷
冲 砂
5、掉砂：铸 件表面上的 块状金属凸 起物，其外 形与掉砂的 砂块相似。 在铸件的其 它部位则往 往出现砂眼 或残缺。
1、冷裂往 往是穿过晶 体而不是沿 晶界断裂， 断口具有金 属光泽或呈 轻微氧化色 泽，通常为 浅褐色。
2、热裂： 热裂断口常 有严重氧化 的黑色表面， 断口沿晶粒 边界产生和 发展，所以 裂口外形曲 折而不规则， 外裂表面宽 而内部窄。
面都可能存在。
②、孔眼的大小不等，这三种孔眼缺陷都没有 固定的大小模式，在铸件中可大可小。
③、孔眼的数量不等，在铸件中产生的这三中 缺陷，数量不等， 可多可少，可成片聚积，也 可单独存在。
④、孔眼可是封闭或敞露的孔洞。
1、1 批缝：是铸件上 厚薄不均匀的薄片状 金属凸起物，长出现 在铸件分型面和芯头 部位
铸件缺陷分析课件(PPT 72张)
第一节
铸件缺陷分类
铸件缺陷种类繁多，形貌各异，各地对缺陷的称谓 和名词术语不一，为了规范和统一，国家已制订专业 标准。在GB/T5611-1998《铸造名词术语》中将铸造 缺陷分为八类100余种，见表11-1。
表11-1 铸件缺陷的分类（GB/T5611-1998）
类别 序号 1-1 名 称 特 征 飞翅（飞边） 垂直于铸件表面上厚薄不均匀的薄片状金属突起物， 常出现在铸件分 型面和芯头部位 铸件表面上刺状金属凸起物。 常出现在型和芯的裂缝处， 形状极不规 则。呈网状或脉状分布的毛刺称脉纹 铸件表面渗出来的金属物。 多呈豆粒状， 一般出现在铸件的自由表面 上， 例如明浇铸件的上表面、 离心浇注铸件的内表面等。 其化学成分与 铸件金属往往有差异 因砂型 （芯） 起模时部分砂块粘附在模样或芯盒上所引起的铸件相应 部位多肉 砂型或砂芯表面局部型砂被金属液冲刷掉， 在铸件表面的相应部位上 1-5 冲砂 形成的粗糙、 不规则的金属瘤状物。 常位于浇口附近， 被冲刷掉的型砂， 往往在铸件的其它部位形成砂眼 砂型或砂芯的局部砂块在机械力作用下掉落， 使铸件表面相应部位形 1-6 掉砂 成的块状金属突起物。 其外形与掉落的砂块很相似。 在铸件其它部位则 往往出现砂眼或残缺 1-7 1-8 胀砂 抬型（抬箱） 铸件内外表面局部胀大，重量增加的现象。由型壁退移引起 由于金属液的浮力使上型或砂芯局部或全部抬起、 使铸件高度增加的 现象 铸件内由气体形成的孔洞类缺陷。 其表面一般比较光滑， 主要呈梨形、
6-6 6-7 6-8
错型（错箱） 错芯 偏芯（漂芯）
铸件的一部分与另一部分在分型面处相互错开 由于砂芯在分芯面处错开，铸件孔腔尺寸不符合铸件的要求 由于型芯在金属液作用下漂浮移动， 使铸件内孔位置、 形状和尺寸发 生偏错，不符合铸件图的要求 由于芯砂强度低或芯骨软， 不足以支撑自重， 使型芯高度降低、 下部 变大或下弯变形而造成的铸件变形缺陷 熔模铸件内腔中的型芯露在铸件表面，使铸件缺肉 金属液浇入砂型后，型壁发生位移的现象
铸件缺陷分析ppt课件
2．分型面和芯头要修平整并清理干净残留在 分型面、芯座面和芯头上的涂料瘤子，应根据 型砂和芯砂的类型按规范确定适当的分型负数 和芯头间隙
3．造型制芯时要均匀紧实，紧实度要适当； 起模、下芯、合型、输送铸型时要避免振动、 冲击和碰撞；压铁重量要适当
4．砂箱定位销应保证定位精度。吃砂量大的 砂箱和芯骨要加固，以免加压铁后损坏型、芯
6．造型时，上型应多扎通气孔并在适当部位 设置数量足够的出气冒口
三 、 冲 砂 工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
飞翅区别。单纯飞翅厚度较 薄，铸件分型面部位高度不 增加
a).双边抬型 b).单边抬型
工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
3、形成原因
：
由于砂型强度和刚度低，在充型金属 液压力、型内气体膨胀压力或凝固过程中 铸铁石墨化膨胀力作用下，型腔表面发生 退移
4．改进涂料配方，在型、芯易冲砂部位及直浇 道和内浇道处采用耐火管、耐火砖和抗冲刷涂料。
3．造型制芯时要均匀紧实，紧实度要适当； 起模、下芯、合型、输送铸型时要避免振动、 冲击和碰撞；压铁重量要适当
4．砂箱定位销应保证定位精度。吃砂量大的 砂箱和芯骨要加固，以免加压铁后损坏型、芯
6．造型时，上型应多扎通气孔并在适当部位 设置数量足够的出气冒口
三 、 冲 砂 工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
飞翅区别。单纯飞翅厚度较 薄，铸件分型面部位高度不 增加
a).双边抬型 b).单边抬型
工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
工地内堆放材料的地面及行车路段全 部硬底 化，工 地大门 口设立 洗车槽 。保证 车辆出 入方便 安全， 也有利 于文明 施工。 基础土 方开挖 时，安 排专人 轮班在 工地出 入口冲 洗土方 运输车 辆的轮 胎，避 免运输 车辆轮 胎的淤 泥污染 校院路 面。
3、形成原因
：
由于砂型强度和刚度低，在充型金属 液压力、型内气体膨胀压力或凝固过程中 铸铁石墨化膨胀力作用下，型腔表面发生 退移
4．改进涂料配方，在型、芯易冲砂部位及直浇 道和内浇道处采用耐火管、耐火砖和抗冲刷涂料。
铸造缺陷及其对策 PPT课件
2、检验与鉴别：
1、铸件内部缩孔可采用超声波探伤（UT）、射线探 伤（RT）或加工后用染色探伤法（PT）进行检验； 2、铸件表面的缩孔用肉眼可观察到。
3、形成原因：
1、合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，凝 固时间过长； 2、浇注温度不当，过高易产生缩孔，过低易产生 缩松和疏松； 3、浇注系统、冒口、冷铁设置不合理，铸件凝固 时得不到有效补缩； 4、铸件结构不合理； 5、砂箱、芯骨钢度差，型、芯紧实度和强度低而 不均，铸件易产生胀型、缩孔、缩松； 6、原材料的遗传性。
铸造缺陷及检验
一、概念；
１、铸造缺陷是铸造生产过程中，由于种种原因， 在铸件表面和内部产生的各种缺陷的总称。 ２、铸件缺陷是导致铸件性能低下、使用寿命短、 报废和失效的重要原因。 ３、分析铸件缺陷的形貌、特点、产生原因及其形 成过程，目的是防止、减少和消除铸件缺陷。消除 或减少铸件缺陷是铸件质量控制的重要组成部份。
缺料（缺损） 铸件受撞击而破损、断裂、残缺不全；
5、形状及重量差错类缺陷
定义
缺陷名称
特征
尺寸不符 铸件实测尺寸不符合图面要求，超出公差；
重量不符 重量超出规定公差范围；
由于模样、铸型形状发生变化，或在铸造或热处
变形 理过程中因冷却或收缩不均等原因而引起的铸件
铸件的形状、
几何形状和尺寸与图面不符；
理后铁液停留、浇注、凝固时间过长而引起的铸铁石墨 球化率低或不球化缺陷；
三、案例
1.缩孔
缩孔
1、定义和特征：
1、铸件在凝固过程中因补缩不良而在热节或最后凝固部位形 成的宏观孔洞；
2、缩孔形状不规则,孔壁粗糙,常伴有粗大树枝晶夹杂物、气孔、 裂纹、偏析等缺陷；
3、缩孔上方或附近的铸件表面有时会出现凹陷（缩陷）。
1、铸件内部缩孔可采用超声波探伤（UT）、射线探 伤（RT）或加工后用染色探伤法（PT）进行检验； 2、铸件表面的缩孔用肉眼可观察到。
3、形成原因：
1、合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，凝 固时间过长； 2、浇注温度不当，过高易产生缩孔，过低易产生 缩松和疏松； 3、浇注系统、冒口、冷铁设置不合理，铸件凝固 时得不到有效补缩； 4、铸件结构不合理； 5、砂箱、芯骨钢度差，型、芯紧实度和强度低而 不均，铸件易产生胀型、缩孔、缩松； 6、原材料的遗传性。
铸造缺陷及检验
一、概念；
１、铸造缺陷是铸造生产过程中，由于种种原因， 在铸件表面和内部产生的各种缺陷的总称。 ２、铸件缺陷是导致铸件性能低下、使用寿命短、 报废和失效的重要原因。 ３、分析铸件缺陷的形貌、特点、产生原因及其形 成过程，目的是防止、减少和消除铸件缺陷。消除 或减少铸件缺陷是铸件质量控制的重要组成部份。
缺料（缺损） 铸件受撞击而破损、断裂、残缺不全；
5、形状及重量差错类缺陷
定义
缺陷名称
特征
尺寸不符 铸件实测尺寸不符合图面要求，超出公差；
重量不符 重量超出规定公差范围；
由于模样、铸型形状发生变化，或在铸造或热处
变形 理过程中因冷却或收缩不均等原因而引起的铸件
铸件的形状、
几何形状和尺寸与图面不符；
理后铁液停留、浇注、凝固时间过长而引起的铸铁石墨 球化率低或不球化缺陷；
三、案例
1.缩孔
缩孔
1、定义和特征：
1、铸件在凝固过程中因补缩不良而在热节或最后凝固部位形 成的宏观孔洞；
2、缩孔形状不规则,孔壁粗糙,常伴有粗大树枝晶夹杂物、气孔、 裂纹、偏析等缺陷；
3、缩孔上方或附近的铸件表面有时会出现凹陷（缩陷）。
第一讲 铸锭及其缺陷
• 2、疏松：在铸锭的晶界或枝晶间，常常有 一些宏观或微观的孔洞，且孔洞的内表面 多参差不齐或呈棱角状，这就是疏松（缩 松）。可以通过切取铸锭的低倍试片磨光 后用肉眼或显微镜检查出来。它与气孔不 同，气孔的内表面较圆滑。
• 如同气孔一样，疏松的存在也破坏了金属 的连续性，降低了组织的致密度，进而降 低制品的机械性能和抗腐蚀性能。疏松的 形成是由于金属在结晶时，进行液态收缩 和凝固收缩，在晶粒或枝晶间形成孔隙， 而位于过渡带的液体金属粘性大，流动性 差，对形成的孔隙难以补充所致。 • 影响疏松形成的因素是：金属或合金的本 性，铸造工艺及铸锭尺寸。
1-2-3气孔与疏松：
• 1、气孔：是铝合金铸锭常见的组织缺陷之 一。如将铸锭车皮，或将铸锭切取低倍试 片磨光，用肉眼或放大镜就可以发现。其 形状多是圆形，椭圆形、或针条形，内表 面较光滑。 • 气孔存在破坏金属的连续性、降低铸锭组 织致密度。加工时易被压扁，但不易被压 合，常在加工、热处理后引起起皮、起泡 等缺陷，从而降低制品的机械性能和腐蚀 性能。
2、表面裂纹：又称径向裂纹或皮下裂纹。 • 这种裂纹通常在液穴底部高于二次水冷带 的情况下形成的。在现场通常不易发现。 这种裂纹一般不在底部和浇口部出现，铸 锭在经过车皮或切取低倍试片时可以发现 这种裂纹。 • 防止办法：有效办法是降低结晶器高度提 高铸造速度。此外，水冷均匀，使用锥度 小的结晶器也有一定作用。
①晶内偏析：
• 晶内偏析也称枝晶偏析，它是指晶粒内各部分的 合金成分不均匀现象。即晶粒中心（晶轴）处的 合金成分较低，晶粒边部的合金成分较高。 • 晶内偏析是合金在结晶过程中其成分按固相线变 化进行选分结晶，且结晶速度大于晶内元素扩散 速度的结果。 • 防止办法：一切有利于细化晶粒的措施，又如加 大冷速和变质处理，皆可降低晶内偏析，但由于 固相内元素扩散缓慢，且结晶速度大于扩散速度， 故晶内偏析还是不可避免。晶内偏析可以通过铸 锭均匀化退火来消除或减弱。
铸造缺陷PPT课件
第16页/共176页
第17页/共176页
铸铁 湿型
第18页/共176页
6、掉砂
定义：砂型或砂芯的局部砂块在机械力作用下掉落， 使铸件表面相应部位形成金属 突起物， 其外形与掉落砂块很相似。在铸件其他部位往往出现砂眼或残缺，这种 缺陷产生在砂型的薄弱部分。各种砂型铸造
第19页/共176页
各种砂型铸造
铜 合 金 湿 型
第23页/共176页
第24页/共176页
铸铁 离心铸造
有磷化物渗豆的高磷铸铁管碎块
铸件在凝固过程中，由于石墨化 和气体的析出，而产生的内压力 以及高含磷量，会促使这一缺陷 的形成。
铝合金 金属性铸造
有渗豆的铝合金缸盖
消除缺陷的措施： 将热处理炉的温度降到
正常值
第25页/共176页
第43页/共176页
带有砂芯面缩孔的铸铁飞轮（湿型）铸件
第44页/共176页
铝合金（金属型）有内部缩孔的铸件
第45页/共176页
中 心 线 缩 孔
砂型铸造黄铜铸件（湿型） 中性线收缩裂缝位于缩松区减少 黄铜中的铁锡含量并降低浇注温 度，缺陷可消除。
第46页/共176页
3、缩松及疏松
• 在铸件内部微小而不连贯的缩孔，聚集在一处或 多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小的孔眼。
第二节 孔洞类缺陷
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1、气孔及针孔
• 气孔：在铸件内部、 表面或近于表面处有大小不 等的光滑孔眼。形状有圆的、 长的及不规则的、 有单个的，也有聚集成片的。颜色为白色或带一 层暗色，有时覆有一层氧化皮
• 针孔：一般为针头大小出现在铸件表层的成群小 孔。铸件表面在机械加工1~2mm后可以去掉的 称表面针孔。在机械加工或热处理后才能发现的 长孔称皮下针孔
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铸铁 湿型
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6、掉砂
定义：砂型或砂芯的局部砂块在机械力作用下掉落， 使铸件表面相应部位形成金属 突起物， 其外形与掉落砂块很相似。在铸件其他部位往往出现砂眼或残缺，这种 缺陷产生在砂型的薄弱部分。各种砂型铸造
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各种砂型铸造
铜 合 金 湿 型
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铸铁 离心铸造
有磷化物渗豆的高磷铸铁管碎块
铸件在凝固过程中，由于石墨化 和气体的析出，而产生的内压力 以及高含磷量，会促使这一缺陷 的形成。
铝合金 金属性铸造
有渗豆的铝合金缸盖
消除缺陷的措施： 将热处理炉的温度降到
正常值
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带有砂芯面缩孔的铸铁飞轮（湿型）铸件
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铝合金（金属型）有内部缩孔的铸件
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中 心 线 缩 孔
砂型铸造黄铜铸件（湿型） 中性线收缩裂缝位于缩松区减少 黄铜中的铁锡含量并降低浇注温 度，缺陷可消除。
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3、缩松及疏松
• 在铸件内部微小而不连贯的缩孔，聚集在一处或 多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小的孔眼。
第二节 孔洞类缺陷
第26页/共176页
1、气孔及针孔
• 气孔：在铸件内部、 表面或近于表面处有大小不 等的光滑孔眼。形状有圆的、 长的及不规则的、 有单个的，也有聚集成片的。颜色为白色或带一 层暗色，有时覆有一层氧化皮
• 针孔：一般为针头大小出现在铸件表层的成群小 孔。铸件表面在机械加工1~2mm后可以去掉的 称表面针孔。在机械加工或热处理后才能发现的 长孔称皮下针孔
板锭缺陷汇编-PPT
提高水流量，降低速度斜线
水平分裂
滋扰性的断裂
这种断裂在LHC铸造中常见，但是长度应维持少于37mm(1.5in)。
可能的原因
解决方案
在扁锭（短端）与（长端 ）侧面上比较，冷却量不 同。（通常在水淬冷开始 时发生）
在引顶头与水接触之 前，让锭尾在结晶器 中有更多时间固化。
氧化皮裂缝
这些裂缝是一些表面连续小如针头或平方厘米大小的集中重压于一个特定的位置。甚至有大的斑点出现 在冷却局部区域。
核实正确的引锭头对中
调平结晶器
调平引锭头 修理结晶器孔
隅角润滑不足
测定润滑不当的原因（孔 堵塞，油用完等）
扭曲\弯曲的板锭
板锭从铸造开始位置到铸造长度的变形
可能的原因
解决方案
飞边 气缸移动 结晶器移动 引锭头移动 扁锭悬挂
确保正确的啮合和保持系统水平
对铸缸进行正确的维护和操作
正确地用螺丝固定好结晶器，或 用90psi (6 bar, 620kPa) 的结晶 器夹具 确保对中销正确安装
锭尾回弹 金属液位振荡
修改实践避免锭尾回弹，确保 排放塞是干净的
检查金属液位传感器和启动器 是否正常工作
氧化物释放延迟
金属液位开始降低时铸造实践 或以更高的速率
水平锭角破裂/撕裂
水平锭角破裂/撕裂成因是定期的氧化物不动，表现为小的裂缝垂直于铸造方向。可以或 不可以被除去。
可能的原因
解决方案
石墨润滑不足
氧化斑点是由金属铝和氧化物沉积而成的。其漂浮于锭头，直到将氧化层移除。氧化物将扁锭和倾斜的水隔离，在断裂起点产生 热点和应力上升。
可能的原因
解决方案
引锭头潮湿或有污染物
铸造开始时应确保引锭头不潮湿或没有 污染物（如硬的水沉淀物或骨灰粉）
水平分裂
滋扰性的断裂
这种断裂在LHC铸造中常见，但是长度应维持少于37mm(1.5in)。
可能的原因
解决方案
在扁锭（短端）与（长端 ）侧面上比较，冷却量不 同。（通常在水淬冷开始 时发生）
在引顶头与水接触之 前，让锭尾在结晶器 中有更多时间固化。
氧化皮裂缝
这些裂缝是一些表面连续小如针头或平方厘米大小的集中重压于一个特定的位置。甚至有大的斑点出现 在冷却局部区域。
核实正确的引锭头对中
调平结晶器
调平引锭头 修理结晶器孔
隅角润滑不足
测定润滑不当的原因（孔 堵塞，油用完等）
扭曲\弯曲的板锭
板锭从铸造开始位置到铸造长度的变形
可能的原因
解决方案
飞边 气缸移动 结晶器移动 引锭头移动 扁锭悬挂
确保正确的啮合和保持系统水平
对铸缸进行正确的维护和操作
正确地用螺丝固定好结晶器，或 用90psi (6 bar, 620kPa) 的结晶 器夹具 确保对中销正确安装
锭尾回弹 金属液位振荡
修改实践避免锭尾回弹，确保 排放塞是干净的
检查金属液位传感器和启动器 是否正常工作
氧化物释放延迟
金属液位开始降低时铸造实践 或以更高的速率
水平锭角破裂/撕裂
水平锭角破裂/撕裂成因是定期的氧化物不动，表现为小的裂缝垂直于铸造方向。可以或 不可以被除去。
可能的原因
解决方案
石墨润滑不足
氧化斑点是由金属铝和氧化物沉积而成的。其漂浮于锭头，直到将氧化层移除。氧化物将扁锭和倾斜的水隔离，在断裂起点产生 热点和应力上升。
可能的原因
解决方案
引锭头潮湿或有污染物
铸造开始时应确保引锭头不潮湿或没有 污染物（如硬的水沉淀物或骨灰粉）
铸造缺陷(3) PPT课件
3）解释“膨胀缺陷”的“膨胀-应力理论”认 为：膨胀缺陷经过三个阶段。即：
a.砂型表面受热迅速膨胀，
b.砂型表层脱离砂型本体而凸起，
c.砂型表层（干砂层）破裂、金属侵入而造成夹 砂。
夹砂产生倾向 = 铸型表层膨胀力/高湿度弱砂带 强度。
高湿度弱砂带的热湿拉强度越低，产生夹砂的 倾向越大。
提高型砂热湿拉强度的作用对防止夹砂，效果 好。
正确设计浇注系统、控制湿度过高、浇注时不发生飞溅 等，可克服冷豆缺陷。
2）内渗豆：铸件的内部孔洞类缺陷（气孔、缩孔）的 孔壁上，有金属珠，即金属豆附壁而生。其目视特征与冷豆 相似，主要差异是：内渗豆的化学成分与铸件本体的不一 致，是一种低熔点的熔体成分。灰铸铁件最容易产生内渗豆 缺陷。
其形成的原因，同冷豆的形成相反。它是铸件内部，在 凝固时期，先形成孔洞类缺陷（如气孔、缩孔等）；再在铸 铁件凝固时，在共晶团晶间的含磷量高的低熔点共晶成分熔 体，在铸铁内、外压力作用下，被挤入气孔或缩孔的孔洞 中，渗在孔壁上，形成金属豆。即先有孔洞，后有金属豆。
2）胀砂：是指铸件形状与图样不符，铸件外表面、内 表面局部胀大的多肉缺陷，同时伴随缩孔、缩松、重量超差 等缺陷。如图9-12所示。
胀砂是砂型不能抵挡金属施加的压力，发生二次紧实而 产生的缺陷。如铸铁件凝固时，共晶转变产生的共晶膨胀压 力，在这种压力下，砂型被二次紧实发生型腔整体扩大。
紧实度或硬度较大的铸型，如高压造型、干型、化学粘 结剂砂等有较高的抗胀砂能力。
有色金属铸件中，常出现金属夹杂物缺陷。主要防止措 施是：保证金属炉料的纯净度，防止混入外来金属。
2）夹渣：是指铸件内部或表面有外来的非金属夹杂 物，统称为“渣滓”。
夹渣的目视特征是：形状极不规则的孔穴内，包容着渣 滓。
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(5 )偏析瘤 是一种严重的反偏析现象，通常在铸锭的表面出现偏析瘤。
Melting & casting
枝 晶
出 现 间 隙
锡 偏 析 瘤
铸 模
铸 模
(a)－形成枝晶 (b)－出现间隙
铸 模
(c)－富锡熔体外溢
锡青铜中偏析瘤的形成 过程
(6 )防止偏析的方法 偏析是凝固过程中溶质再分布的结果。因此，一切能使成分均匀化和晶 粒 细化的方法，均有利于防止或减少偏析。 基本措施有： 增大冷却强度， 搅拌，变质处理，采用短结晶器，降低浇注温度，加强 二次水冷，使液穴浅平等。
Melting & casting
晶界偏析形成过程示意图
(3) 比重偏析
其形成原因是： （a）液相分层； （b）固相与液相比重不同。
Melting & casting
(4) 正偏析与反偏析 其形成原因是： （a）溶质分配系数K的不同， K<1时，后结 晶的固相溶质含量高，出现反偏析； （b）K>1时，后结晶的固相溶质含量低，出 现正偏析； （c）同时，与粗大的枝状晶有关。
热裂是在凝固收缩开始温度至非平衡固相线温度范围内形成的。热裂形成机理 主要有液膜理论、强度理论及裂纹形成功理论。
(a)液膜理论 凝固末期晶间残留的液膜 受铸锭收缩影响，液膜在拉应 力作用下被拉伸，当拉应力或 拉伸量足够大时，液膜就会破 裂，形成晶间热裂纹。
液膜理论示意图
(b)强度理论 强度理论认为，合金在线收缩开始温度至非平衡固相点间的有效结晶温度范 围，强度和塑性极低，故在铸造应力作用下易于热裂。
(1) 金属的凝固收缩 收缩的分类：包括凝固前的液态收缩、由液态变为固态的凝固收缩及凝固后的固态 收缩。 液态收缩率为1~2%、凝固收缩率为2~7%、固态收缩率为5~9%。
Melting & casting
凝固收缩的开始温度
当温度下降至液相线下的点划线时．枝晶数量增多彼此相连构 成连续的骨架，此时铸锭中已有55％一70％的固相，使开始凝固收 缩
பைடு நூலகம்温度
液相线
液相线 疏松和缩孔形成示意图
疏松区
缩孔区
成分
（b）金属浇铸工艺条件的影响
Melting & casting 凡是提高铸锭断面温度梯度的措施，如铁模铸锭时，提高浇注温度和浇注速度，均 有利于集中缩孔的形成；反之，降低浇注温度和浇注速度，提高模温，则有利于分散 缩孔或缩松的形成。
(4) 防止缩孔与疏松的途径 基本途径：是根据合金的体收缩特性、结晶温度范围大小及铸锭尺寸等，制定正确的 铸锭工艺，在保证铸锭自下而上顺序凝固条件下，尽可能使分散缩孔或缩松转化为铸 锭头部的集中缩孔，然后通过人工补缩来消除。
2.6.4 铸锭冷隔
(1) 冷隔的特征 (2) 冷隔的形成 (3) 冷隔的危害 (4) 防止冷隔的途径
2.6.1 铸锭偏析
的固相与液相的浓度不同所致。 微观偏析 偏析 宏观偏 析 晶内偏析 晶界偏析 a1
Melting & casting
偏析是合金凝固过程中，溶质的再分配及晶体长大速度大于溶质扩散速度，使先析出
Melting & casting
(c)形成功理论
裂纹形成功理论认为，热裂通常要经历裂纹的形核和扩展两个阶段。裂纹形核 多发生在晶界上液相汇集处。若偏聚于晶界的低熔点元素和化合物对基体金属润 湿性好，则裂纹形成功小，裂纹易形核，铸锭热烈倾向大。 (d)影响热裂纹的因素 主要的有金属性质、绕注工艺及铸锭结构等。 其中： • 合金的有效结晶温度范围宽，线收缩大，则合金的热裂倾向也大; • 浇注温度高，往往提高脆性区上限温度; • 提高冷却速度，由于非平衡凝固会改变共晶成分降低共晶温度，因而降低脆 性区下限温度。
Melting & casting
2.6.2缩孔与疏松
（a）概念：在铸锭中部、头部、晶界及枝晶间等地方，常常有一些宏观和显徽的收缩孔洞，通称为缩孔。 细小而分散的缩孔称为分散缩孔或缩松。 （b）危害：缩孔或缩松都会减小铸锭受力的有效面积，并在缩孔和缩松处产生应力集中，因而显著 降低铸锭的力学性能。 （c） 原因：产生缩孔和缩松的最直接原因，是金属凝固时发生的凝固体收缩。
2.6.3 铸锭裂纹
裂纹分类：根据裂纹的形成阶段分为冷裂纹（凝固后）和热裂纹（凝固过程）。 根据裂纹形状和在铸锭中的位置，裂纹又可分为许多种，热裂纹可分 为表面裂纹、皮下裂纹、晶间裂纹、中心裂纹、环状裂纹、放射状型纹 等；冷裂纹可分为顶裂纹、底裂纹、侧裂纹、纵向表面裂纹等。
（1） 铸造应力的形成
形成的原因，可分为热应力、相变应力和机械应力。
(2) 缩孔与疏松的形成
Melting & casting
缩孔形成示意图
形成原因： 在顺序凝固条件下，因金属液态和凝固 收缩造成的孔洞得不到金属液的补缩而产生 的。
疏松形成示意图
(3) 影响缩孔与疏松的因素
（a）金属性质的影响
Melting & casting
当温度梯度一定时，合金的结晶温度范围越小，则凝固区越窄，铸锭形成缩孔的倾向越大； 反之，结晶温度范围大，则凝固区宽，等轴晶发达，补缩困难，形成缩松的倾向大。
Melting & casting
2.6.2 铸锭的缩孔与疏松
(1) 金属的凝固收缩 (2) 缩孔与疏松的形成 (3) 影响缩孔与疏松的因素 (4) 防止缩孔与疏松的措施
Melting & casting
2.6.3 铸锭裂纹
(1) 铸造裂纹的形成过程 (2) 热裂纹 (3) 冷裂纹 (4) 防止裂纹的途径
（a)热应力是铸锭凝固过程中因温度变化引起的附加应力。
Melting & casting
连续铸锭过程中热应力分布情况
(b)机械应力是铸锭凝固过程中，因受结晶器机械作用而产生的附加应力； (c)相变应力是铸锭凝固过程中，因体变化所产生的附加应力。
Melting & casting
(2) 热裂纹的形成机理和影响因素
Melting & casting
2.6 铸 锭 缺 陷
Melting & casting
本章内容要点
铸锭偏析组织； 铸锭缩孔与疏松缺陷； 铸锭裂纹缺陷； 铸锭冷隔； 铸锭夹杂。
本章目录
2.6.1 铸锭偏析
(1) 晶内偏析 (2) 晶界偏析 (3) 正偏析与反偏析 (4) 偏析瘤 (5) 防止偏析的方法
比重偏析 正偏析 反偏析
a1
L1
a2 a3 L2
a2
L3
a3
（1） 晶内偏析
晶内偏析的影响因素： （a）冷却速度； （b）偏析元素的扩散能力； （c）液固相线间隔。
固相线 A
液相线
C0
固溶体不平衡结晶示意图
B
（2） 晶界偏析
是溶质元素在晶界堆积的结果，主要原因是： （a）液固相溶质分配系数的不同； （b）形成化合物。