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铸钢件冒口和补缩指导美国铸钢工作者协会
2019年
索引
1 前言 (3)
2 浇冒口的基础知识和术语 (5)
3 浇冒口程序 (11)
4 冒口和端部区域的铸件致密性 (14)
4.1 顶部浇冒口的铸件节段在模具中终止 (16)
4.2 顶部浇冒口铸件节段的横向补缩 (19)
4.3 侧部浇冒口的铸件节段 (23)
5 补缩距离的计算 (25)
5.1 具备端部效应的顶部冒口 (25)
5.2 横向补缩（在顶部冒口之间补缩） (28)
5.3 带端部效应的侧部冒口 (30)
5.4 冷铁 (33)
5.5 锥形 (36)
5.6 其它铸造条件 (38)
6 冒口尺寸计算 (41)
7 参考 (44)
附录 (45)
1 前言
1973年，美国铸钢工作者协会（SFSA）出版了《钢铸件浇冒口方案》 [1]，编制该铸造手册的目的是为钢铁铸造厂提供浇冒口指导。

《钢铸件浇冒口方案》中包括的指导方针以铸造实验以及计算机模拟为基础。

该指导手册为钢铁铸造行业带来了福音。

遵循指导手册开展铸造作业获得的铸造件通常都是无疵铸件。

但是，在过去二十五年中出现的情况表明，《钢铸件浇冒口方案》中规定的冒口补缩距离规则在某些情况下显得太过保守，当利用规定的冒口补缩距离规则推断结果时，情况就更是如此。

因为补缩距离规则相对保守，导致出现铸造件冒口浪费情形，而这种情形进而降低了铸件产量。

为制订一套新的浇冒口指导原则[2、3]，从二十世纪九十年代中期开始，开展了大量研究工作。

研究工作以一组广泛的低合金钢板铸造实验为基础，实验在北美洲的多家铸造厂进行。

在实验中使用了多种钢板尺度，生产出了各种规格的铸造件，从影像学角度来讲的无疵铸件以及ASTM收缩X射线5级（ASTM shrinkage x-ray level 5）铸件均在其列。

各铸造厂分别记录了每个钢板铸件的铸造条件（合金成分、模具材料、过热、浇注时间等），后来借助现代铸造模拟软件，利用这些信息对各钢板的铸造进行了数值模拟。

一旦确定铸造实验结果和对应的模拟之间实现了良好的一致性，就会对铸造实验中未使用的几何形状和/或铸造条件进行大量模拟，通过这种方式获得一套更加完整的数据集。

通过分析所有数据，为无疵铸件制订了一套新的补缩距离规则。

这些新规则包括在本刊中。

本刊与《钢铸件浇冒口方案》之间存在的差异：
•一般来讲不太保守的补缩距离：在某些情况下，利用本刊给出的指导规则计算获得的补缩距离，与利用《钢铸件浇冒口方案》中的指导规则计算获得的补缩距离相似，而且在其它情况下也不那么保守。

一般来讲，当铸件的宽度厚度比率W/T增加时，与利用《钢铸件浇冒口方案》获得的补缩距离相比，当前的补缩距离不再显得过于保守。

•补缩距离定义的一致性：在本刊中，对如下三种类型冒口的补缩距离的定义是一致的：具有尾端效应的顶冒口、可进行水平补缩的顶冒口、侧部冒口，但是在《钢铸件浇冒口方案》，对这三种冒口的定义不一致。

•不同条件下的乘数：提供了多个乘数，满足不同铸造合金成分、模具材料、浇注过热度和期望的铸件致密性等级的补缩距离要求。

•冒口区域和端部区域的致密性：希望通过本刊第四部分给出的信息，使铸造工程师了解冒口补缩凝固收缩机制的物理原理。

沿用《钢铸件浇冒口方案》的部分：
•浇冒口定型流程：在《钢铸件浇冒口方案》已有信息的基础上，制订了本刊中的浇冒口流程。

2
•适用的部分：《钢铸件浇冒口方案》中仍然适用于本刊的部分已收入本手册。

•高合金浇冒口指导：本刊介绍的工作仅适用于低合金钢。

将为高合金钢制订类似的补缩距离规则，目前这项工作正在进行中。

希望本刊给出的指导原则和规则，不仅能够有助于高效地浇铸钢铸件冒口、提高铸件产量，而且还能够加深对补缩工艺物理现象的理解。

虽然可以用现代的铸造模拟软件，取代实
际的铸造实验，来检测钢铸造作业中的补缩和浇冒口问题，但是当前规则仍然可以满足如下
多个重要用途：
•铸造模拟不提供铸件的初始冒口设计；所以，可以利用当前规则制订第一个“实验”冒口设计。

•铸造模拟不自动优化浇冒口方案；所以，可以利用当前规则，为某个浇冒口流程（例如，冒口之间的最大距离）提供准确的能力和局限性信息并说明它们如何随着铸造条件和期望的致密性发生变化，通过这种方式来缩短模拟迭代周期。

•由于各种原因，大量钢铸件未使用铸造模拟；因此，当前规则成为合理设计铸件冒口系统的唯一途径。

在爱荷华大学（University of Iowa）C. Beckermann教授的指导下，R.A. Hardin、S. Ou和K.D. Carlson进行了研究工作，本手册给出的新规则即是他们的研究成果。

美国铸钢工作者协会（SFSA）谨此衷心感谢Beckermann教授和其团队开展的研究工作。

此外，还要对参与铸造实
验的铸造厂表示感谢，感谢他们在研究工作方面花费的大量时间和投入的资源。

本手册的编制由美国能源部（DOE）DE—FC07—98ID13691号奖项提供支持。

但是本手册
中陈述的任意观点、研究成果、结论或建议都是作者本人的，不一定反应美国能源部的意见。

马尔科姆·布莱尔（Malcolm Blair）
副总裁——技术
碳和低合金研究委员会（Carbon and Low Alloy Research
Committee）：
S. Kulkarni，主席
P. Bruno
J. Carpenter
G. Hartay
K. Murphy
A. See
B. Shah
3
2 浇冒口的基础知识和术语
碳钢在凝固过程中要收缩3%左右。

当浇铸完成后，在液态金属冷却过程中，体积还会再减小。

这种收缩会形成内部缺陷（即，孔隙），但在下列情形下，即到凝固过程结束为止，冒口或者液态金属储层始终都提供液态补缩金属的情况例外。

冒口还起到热储层的作用，它形成一个温度梯度，温度梯度将诱发定向凝固。

在未定向凝固的情况下，可以从冒口将铸件中的液态金属截断，这样就会造成内部孔隙。

可以通过两个标准来确定冒口是否合适：1）相对于铸件凝固时间，冒口的凝固时间；以及 2）冒口的补缩距离。

为了行之有效，应继续通过冒口向铸件补缩液态金属，直到铸件完全凝固为止。

因此，冒口的凝固时间一定要比铸件的凝固时间长。

因为影响凝固时间的关键因素是热损失，所以使冒口的热损失最小化是一个重要的考虑因素。

对于一个体积固定的冒口而言，当冒口几何结构的表面积最小时，热损失也最小。

球面的体积—表面积比率（V/A，凝固模数）最大，因此按照Chorinov规则，球面的凝固速率最慢。

但是，球形冒口遇到了模塑问题。

直径DR 与高度H相等的圆柱体是通常建议的冒口几何形状，因为这种形状简单、易于模塑、而且体积表面积比率较大。

可利用各种绝缘或者发热冒口套来降低冒口的热损失。

不论冒口的形状如何，冒口必须足够大，这样不用将冒口收缩管插入到铸件中就可以提供足够的补缩金属。

如图1所示，有两种常见冒口配置：顶部冒口，通常来讲这种冒口的效率更高，以及侧部冒口。

侧部冒口的半球形底部阻止冒口/铸件连接点的过早凝固[1]。

建议通过侧部冒口对铸件进行浇口作业，这样就可以获得最大效用[1]。

补缩距离（FD）指的是最大距离，冒口将通过这段距离输送补缩金属，从而使铸件节段相对来讲，摆脱内部孔隙。

然后，补缩距离将决定需要的冒口数量。

补缩距离始终都是量取从冒口边缘到需由该冒口补缩的铸件节段最远点之间的距离。

图2给出了具有顶部冒口钢板的补缩距离，图3给出了具有侧部冒口钢板的补缩距离。

当存在多个冒口时，冒口之间的补缩称之为横向补缩。

同样，横向补缩距离（LFD）也是最大距离，仅由一个冒口为这段距离输送补缩金属。

如果有人希望在由某个冒口输送补缩金属的铸造节段与由临近冒口输送补缩金属的铸造节段之间划一条线，那么横向补缩距离就是这条线上从冒口边缘到铸件最远点的距离，图4说明的就是这种情况。

还可以通过另外一个方法，即以冒口为中心，以补缩距离和冒口半径（参见图2——4）之和为半径画一个圆，来说明如何量取补缩距离。

位于圆内的铸件节段将由该冒口补缩。

对于由多个冒口补缩的铸件（例如在横向补缩案例中）而言，圆圈必须重叠，只有这样铸件的所有节段才能都包括在圆圈内。

4
补缩距离部分地取决于温度梯度，也就是凝固过程中单位长度范围内的温度变化情况。

图5b说明急剧的温度梯度如何促成铸件补缩[4]。

在凝固过程中，临近液态金属的固体表面层的形状随着温度梯度的倾斜度而变化。

当温度梯度高时，就会形成开放的、更易于访问的补缩路径。

在为凝固收缩进行补缩的液体池中，存在一个临界锥角。

从补缩通路上截断的液体进入液体分离池，因为液体池的角度要比这个临界锥角的角度小，所以在液体分离池中会形成中心线收缩。

图5a 说明的就是这种情形。

而且，补缩距离还取决于凝固过程中钢材的冷却速度，之后将取决于铸件节段的厚度。

当冷却/凝固速度（铸件节段的厚度小）比较大时，补缩距离则较小，这是因为补缩金属流动弥补收缩的速率较大。

伴随这种较大的补缩金属速率，补缩通路上的压降增加，因而促进了孔隙的形成。

因为温度梯度和冷却速度都受到铸件节段几何形状、浇注条件、钢种、成型材料等因素的影响，所以补缩距离会随着所有这些参数变化。

下面章节中给出的补缩距离，是以新山判据（Niyama Criterion）为基础得到的[5]，在这个判据中融合考虑了温度梯度和冷却率对孔隙形成的影响。

在考虑补缩距离时，对如下两个词汇的理解非常重要：冒口区域和端部区域。

因为冒口的温度将保持高于待补缩铸件节段的温度，从而形成一个温度梯度，促成补缩。

冒口发生效应阻止收缩孔隙的长度距离被称为冒口区长度（RZL）。

图6说明的就是冒口区长度。

铸件节段末尾模具产生的冷却效果也在待补缩铸件节段的长度方向上，形成了一个温度梯度。

这种效果被称之为端部效果，它在所谓的端部区长度（EZL）上形成无疵铸件。

图7说明的就是端部区长度。

补缩距离是冒口区长度和端部区长度的函数；这部分内容将在第4部分讨论。

有时候，采用方法来增加补缩距离。

端部冷铁能够形成额外的温度梯度，并加强端部区长度（并通过这种方法加强补缩距离），但是对冒口区域长度没有效果。

可以通过使用下型箱冷铁的方式，来加强横向补缩距离。

下型箱冷铁不会增加冒口区长度，但是会形成一个温度梯度，形成的温度梯度会在冒口之间形成端部效果。

锥形也会促成开放补缩通路的形成，在锥形结构中，铸件节段的厚度向着冒口方向不断增加。

实际上，一个足够大的锥形能够形成一个无限长的补缩距离。

5
（a）顶部冒口
T
L
W （b）侧部冒口T
W
L
图1 由（a）顶部冒口以及（b）侧部冒口补缩的铸造节段的尺寸（参见[1]）。

冒口
直径
补缩距离
图2 补缩距离FD的概念图释；补缩距离始终都是量取从冒口边缘到需由该冒口补缩的铸件节段最远点之间的距离。

6
L
顶视图
W
FD
侧视图
T 直径
H = D
R
图3 有端部效果的侧部冒口铸造节段的钢板尺寸定义。

LFD
D R D R
LFD
图4 两个冒口之间横向补缩的图释说明；横向补缩距离量取从冒口边缘到需由该冒口补缩的铸件节段最远点之间的距离。

7
（a）热梯度太薄，
液体分离池会形成收缩
Y
XX
（b）热梯度足够急剧，
能够形成锥形液体池，
对铸件进行补缩，无收缩
Y
X
液体池的角度
图5 板状铸件图释，有（b）没有（a），适当的温度梯度阻止收缩孔隙的形成（参见[4]）。

冒口区长度，RZL
直径
冒口区域
图6 铸件节段冒口区长度（RZL）图释，无端部效果；请注意：冒口区长度与冒口直径D
R
无关。

8
W 铸件端部区长度，EZL 模具
图7铸件节断的端部区长度（EZL）图释；请注意：当W/T<7时，端部区长度是W 的函数。

9
3 浇冒口程序
钢铸件的浇冒口应以系统的方式进行。

第一步是将铸件表现为一系列简单的板形节段。

用外形简单的节段来表现铸件，方便计算每个铸件节段的凝固模数（体积和表面积的比值）。

如第2节所述，凝固模数越大，凝固时间越长。

如果某个铸件节段的模数比周围所有铸件节段的模数都大，那么在周围节段完全凝固之后，该节段将仍然还在凝固过程中。

这个铸件节段中最后凝固的区域称为热点（hot spot）。

一旦明确铸件的各个热点，就必须将冒口放置在每个热点旁边，保证补缩金属可以对每个热点进行补缩，直到凝固最终完成。

表现铸件的各个简单节段必须为板形，因为本手册提出的浇冒口原则是针对简单板状外形制定的。

所以，必须采用这样的外形以便应用这些浇冒口原则。

做到这一点之后，就必须明确每个铸件节段的哪些边缘具备端部效应，而哪些边缘不具备端部效应。

冒口和不具备端部效应的边缘之间的补缩距离应视为横向补缩距离（LFD），反之应视为常规补缩距离（FD）。

图8-10给出的示例，说明了用简单板状外形表现铸件以及识别具备/不具备端部效应的边缘的过程。

用一系列简单的板状外形表现铸件之后，就必须明确铸件的补缩区域（feeding zone）。

补缩区域是铸件的凝固区域，它在凝固的时候必须单独进行浇冒口操作（例如，含有热点的区域就是一个补缩区域）。

补缩区域可能需要一个以上的冒口用于补缩，具体情况视涉及的补缩距离而定。

补缩区域可以通过凝固模数（体积/面积的比值）识别。

凝固模数最小的节段首先凝固，铸件可能分成多个不同的补缩区域。

凝固模数较大的节段需要补缩金属，直至凝固结束。

在凝固的最后阶段，这些节段必须添加冒口以防止出现收缩。

简单铸件的补缩区域可能是组成铸件的简单板形部分。

如图8-10所示，板形部分组成的各个补缩区域非常容易识别。

对于复杂的铸件来说，就没有这么简单了。

补缩区域明确之后，就必须确定每个补缩区域的补缩路径（feeding path）。

必须识别存在充分锥形和定向凝固的铸件区域。

在确定补缩距离时，这些区域无须凝固。

此外，在这些情况下，确定补缩距离时也没有端部效应。

放置冒口时应考虑定向凝固的原则。

补缩路径应确定下来，以便从第一个补缩区域进行到最后一个补缩区域。

冒口应放置在补缩路径的最后一个位置。

内浇道应放置好，以便补缩金属从顶部冒口之下进入，并始终通过侧部冒口。

计算每个补缩区域的补缩距离和冒口尺寸之前的最后步骤，是确定补缩尺寸。

待补缩节
10
段的补缩尺寸包括长（L）、宽（W）和厚（T）。

图1显示了两例节段的长（L）、宽（W）和厚（T）。

如该图所示，补缩区域和补缩路径必须明确，以便确定浇冒口尺寸。

总而言之，钢铸件浇冒口的推荐流程如下：
（a）将铸件表现为一系列简单的板形节段
•找出热点，并在每个热点旁边放置一个冒口
•确定每个板形节段具备/不具备端部效应的边缘
（b）确定补缩区域、补缩路径和补缩尺寸
（c）确定补缩距离（第5节）
（d）确定冒口尺寸（第6节）
11
图8 管形铸件表现为一块钢板，两个边缘具备端部效应，两个边缘不具备端部效应（参见[1]）。

图9 齿轮铸件表现为三个不同的板形几何形状（参见[1]）。

图10负载均衡器铸件分为三种不同的板形组件（参见[1]）。

12
4 冒口和端部区域的铸件致密性
冒口区域和端部区域没有孔隙，因为这些区域存在一个热梯度，可以促进定向固化并方便补缩流量。

图6和图7分别显示了冒口区域和端部区域的概念。

冒口区域的尺寸主要是冒口区长度（RZL），它从顶部冒口呈辐射状向外延伸。

端部区域的尺寸主要是端部区长度（EZL），它正常测量至铸件节段的端部。

图11显示的是标准化的冒口区长度（RZL/T）和端口区长度（EZL/T），它们是标准化节段宽度（W/T）的函数，其中T为节段厚度。

图11中的曲线对于插图中列举的铸件条件是有效的（也可参见第5节）。

请注意，当W/T从1逐步增加时，这两条曲线均开始提升，然后在各自的最大值W/T = 7左右进入平稳状态。

W/T < 7时RZL/T和EZL/T的第四阶多项式曲线拟合见附录。

首先考虑EZL/T曲线，则W/T较大（即W/T > 7）时，模具产生的热梯度延伸EZL/T = 4.2的距离进入铸件。

但是，当W/T降低到7以下时，EZL/T开始下降。

这是因为实际上有三个端部区域作用于图11中EZL/T曲线上面的铸件节段。

所示端部区域从铸件右侧边缘开始延伸，但是也有端部区域从宽度方向两侧开始延伸。

这些侧端部区域产生的定向凝固使得凝固前沿从两侧移动进入铸件，就像右端部区域使得凝固前沿从右边缘进入铸件一样。

当W/T降低到7以下时，从侧部延伸的凝固前沿开始会合于中线，然后从右边缘延伸的凝固前沿将移动整个端部区长度。

当侧部边缘会合时，它们将切断右端部区域的补缩流量，并有效地减小该端部区域的尺寸。

这样，当W/T趋近于1时，EZL/T便开始降低。

RZL/T的降低也是如此：当W/T较小时，在铸件节段的宽度方向从侧部延伸的端部区域会合于中线，并有效减小冒口区域的尺寸。

W/T > 7时，冒口区长度固定为RZL/T = 3.05，而不受冒口直径影响。

通过利用冒口区域和端部区域的概念，可以确定冒口补缩的铸件节段是否无疵，以及若铸件节段不是无疵的，则孔隙在哪里形成。

关于下列详情，请参见后续章节：（1）顶部冒口补缩在模具中终止的铸件节段，（2）顶部冒口之间的侧向补缩，以及（3）侧部冒口补缩的铸件节段。

13
5
端部区长度（EZL/T）W
4.5 EZL
4
冒口区长度RZL 3.5 （RZL/T）W D R 3
2.5
2
1.
5
1
1
•
A
I
S
I
10
2
5
钢
材
•
呋
喃
树
脂
砂
模
• 140°F（60°C）过热度
• 1”≤ T ≤ 12”
（2.54厘米～30.5厘米）•无可见收缩孔隙，采用X光
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
宽度/厚度的比值，W/T
17
图11冒口区长度和端部区长度是宽度和厚度的函数。

14
4.1 顶部浇冒口的铸件节段在模具中终止
图12和图13显示了两种不同的情况，涉及顶部冒口补缩在模具中终止的铸件节段。

在图12显示的情况中，铸件节段宽度W小于或等于从侧部沿着铸件节段宽度方向延伸的端部区域
尺寸的两倍（即W ≤ 2EZL
2）。

应该注意的是，端部区长度EZL
1
和EZL
2
可以有所不同，因为
它们是铸件与模具接口长度的函数。

因此，EZL
1是W的函数，而EZL
2
是所示（而非所标记）
节段侧部边缘长度的函数。

图12a显示的是无疵的铸件节段。

虚线（一条位于中线上方，另外
一条位于中线下方）之间的区域，是该铸件节段既不在冒口区域也不在从其右边缘（即EZL
1
）延伸的端部区域的唯一区域。

但是这些区域在从侧部边缘沿着铸件节段宽度方向延伸的端部区域内。

因此，不在冒口下面的整个铸件节段被冒口区域或端部区域覆盖，铸件节段无疵。

图12b显示，若冒口和铸件节段右部边缘之间的距离增加，则收缩孔隙将沿着冒口区域和从铸件右部边缘延伸的端部区域之间的中线产生。

该铸件节段应该是无疵的，因为整个节段位于冒口区域、从右部边缘延伸的端部区域、或者从侧部边缘延伸的端部区域。

但是，由于从铸件节段侧部边缘延伸的端部区域产生定向凝固，凝固前沿将从侧部边缘向中线推进。

这些前沿将会合于中线，冒口区域至从右部边缘延伸的端部区域的补缩金属将切断。

这样将会产生中线收缩孔隙，如图12b所示。

图13显示的情况是，铸件节段的宽度W大于从所示铸件节段侧部边缘延伸的端部区域尺寸
的两倍（即W > 2EZL
2
）。

图13a为无疵的铸件。

同样，不在冒口下面的整个铸件节段被冒口区域或端部区域覆盖。

图13b显示，当冒口和铸件节段右部边缘之间的距离增加至超过图13a
所示无疵铸件的最大距离时，收缩孔隙开始产生。

请注意，当W > 2EZL
2
时，收缩孔隙开始在
没有被端部区域或冒口区域覆盖的两个较小区域中形成，而非像当W ≤ 2EZL
2
时那样沿着中线形成。

图13c和图13d显示，当冒口和铸件节段右部边缘之间的距离继续增加时，收缩孔隙区域如何扩大，并最终合并成为一个区域。

通过比较图12a和图13c，可以发现图12和图13描述的两种情况之间存在一项重要区别。

注意，这两个图非常相似，因为在两个图中，从铸件右部边缘延伸的端部区域均相切于冒口区域。

不过，由于两个图中铸件节段宽度W不同，所以图12a产生的是无疵铸件，而图13c产生的是收缩孔隙。

15
(a)无疵
俯视图（b）中线收缩
俯视图
EZL
1
D R
RZL
EZL
2
W ≤ 2EZL
2
EZL
2
EZL
1
EZL
2
侧视图横截面D R W ≤ 2EZL2
EZL
2
RZL
收缩孔隙
RZL EZL
1
T
EZL = 端部区长度
RZL = 冒口区长度
图12具备端部效应的顶部浇冒口板材，板材宽度W ≤ 2EZL
2。

（a）若冒口区域和从铸件节段右部边缘延伸的端部区域相切（如图所示）或重叠，则板材无疵。

（b）若这些区域不
会合，则板材在它们之间存在中线收缩。

16
(a）
D R
RZL
俯视图
（c）
收缩孔隙
D R
RZL
俯视图
EZL
2
EZL
1
EZL
2
EZL
2
EZL
1
EZL
2
W
W
（
b
）
收
缩
孔
隙
D R
RZL
俯视图
（
d
）
收缩孔隙
D R
RZL
俯视图
EZL
2
EZL
1
W
EZL
2
EZL
2
EZL
1
W
EZL
2
EZL = 端部区长度
RZL = 冒口区长度
图13 具备端部效应的顶部浇冒口板材，板材宽度W > 2EZL
2。

（a）若端部区域的重叠部分位于冒口区域内或与冒口区域重叠，则板材无疵。

（b） -（d）
显示当板材长度增加时，哪些地方会产生孔隙。

17
4.2 顶部浇冒口铸件节段的横向补缩
顶部浇冒口横向补缩的各种情况见图14 – 16。

在图14显示的情况中，铸件节段宽度W 小于或等于从侧部边缘沿着铸件节段宽度方向延伸的端部区域尺寸的两倍（即W ≤ 2EZL）。

图14a显示的是无疵的铸件节段。

冒口区域彼此相切，包括整个铸件节段，虚线之间的区域除外。

这些区域属于从铸件节段侧部边缘延伸的端部区域，见图14a。

当冒口之间的距离增加时，如图14b所示，冒口区域不重叠。

与图12b的情况类似，沿着图14b中铸件节段端部边缘推进的凝固前沿会合于中线，切断冒口区域的补缩。

于是中线收缩，如图14b所示。

图15描述的情况是，固件节段的宽度大于沿着铸件节段侧部边缘延伸的端部区域尺寸的两倍（即W > 2EZL）。

图15a显示的是无疵的铸件节段。

同样，整个节段位于冒口下面，或者位于冒口区域或端口区域。

当冒口之间的距离增加时，铸件没有被冒口区域或端部区域覆盖的区域将形成收缩孔隙。

如图15b所示。

与图13类似，当冒口之间的距离继续增加时，收缩孔隙区域不断扩大和合并，见图15b - 15d。

请注意，图14a和图15c相似，因为两图中，冒口区域彼此相切。

但是，由于宽度不同，图14a的铸件无疵，而图15c的铸件则出现收缩孔隙。

图16显示的情况是，有关区域不存在端部效应。

为了实现无疵的铸件，所有冒口之间的铸件节段必须位于一个或多个冒口区域内。

如图16a所示。

图16b和图16c显示收缩孔隙首先在哪里产生，以及当冒口相隔更远时该区域如何扩大。

基于图12–16描述的情况，可以说，当下列三个条件全部都满足时，铸件节段就是无疵的：
（1）没有直接位于冒口之下的整个铸件节段必须位于冒口区域或端部区域内。

（2）如果两个或更多端部区域重叠，则重叠点必须位于冒口区域的边界线上或边界线内。

（3）如果两个或更多冒口区域重叠，并且区域中存在端部效应，则冒口区域的重叠点必须位于端部区域的边界线上或边界线内。

如图12所示，从铸件节段侧部边缘延伸的端部区域在中线会合（没有显示出来）。

因此，这些端部区域拥有一个共同的边界线，即铸件节段的中线。

该边界线和从铸件节段右部边缘延伸的端部区域的边界线之间的重叠点，是垂直端部区域边界虚线的中点，如图12所示。

图12a 中，该重叠点是冒口区域和从铸件节段右部边缘延伸的端部区域之间的会合点。

因此，上述条件（1） - （3）均满足，铸件节段无疵。

图12b中，端部区域之间的重叠点位于冒口区域之外。

条件（2）不满足，出现收缩孔隙。

18。