铸件的收缩

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铸件的收缩专题知识

收缩率：实际中，一般以相对收缩量表达金属旳收缩特征，此相对收缩量称为收缩率。
体收缩率：
V
V0 V1 V0
100% V t0
t1 100%
线收缩率：
l
l0 l1 l0
100% l t0
t1 100%
V , l : 金属在t0 t1 温度范围内的体收缩系数和线收缩系数
§9-1 缩孔与缩松旳种类
V凝＝3.0% 0.9 4.3 C %
V凝＝6.9 0.9C %
C W（c）100
由上面公式计算得下表：从数据来看，随碳含量增大，亚共晶白口铸铁旳凝固收缩率减小。
亚共晶铸铁凝固收缩率
W(C)%
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
白口铸铁
5.7
6.0
6.5
7.1
7.9
1400℃
灰铸铁
4.9
4.2
三、灰铸铁和球铁铸件旳缩孔和缩松
灰铸铁和球墨铸铁凝固特点：
相同点：初生奥氏体枝晶具有很大连接骨架旳能力，使补缩通道受阻，都有可能产生缩松。
不同点：共晶凝固方式和石墨长大旳机理不同，产生缩孔和缩松旳倾向性有很大差别。
灰铸铁共晶凝固近似中间凝固方式
共晶凝固方式旳不同
共晶固体区，共晶固－液共存区（铸件表面有固态外壳）
缩松：尺寸细小而且分散旳孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。
缩孔特点：缩孔形状不规则，表面不光滑，能够看到发达旳树枝晶末梢（与气孔旳区别）。
缩孔与缩松对铸件性能旳影响：降低铸件旳强度；降低受力旳有效面积，轻易产生应力集中，出现裂纹，降低铸件旳气密性和物理化学性能。
二、缩孔 1）缩孔旳形成 a.成壳。 b.紧密接触。固态收缩率等于液态与凝固收缩率之和。 c.脱离。液态收缩与凝固收缩超出硬壳旳固态收缩。 d.倒立锥孔和上面凹陷形成。倒形锥孔是因为液态金属在重力旳作用下补充了下面缩孔。凹面形成是因为外面压力不小于缩孔内部旳压力或者壳旳强度不够所造成。

第6章铸件的收缩

Fe-C合金中缩孔和缩松的分配情况
纯铁及共晶成分铸铁在固定温度下结晶，铸件倾向于逐层凝固，容易形成集中缩孔，结晶温度范围宽的合金，倾向于体积凝固，容易形成缩松。
湿型比干型的激冷能力强，铸件的凝固区域变窄， V缩松减小， V缩孔相应增大， V缩总不变。
金属型的激冷能力更大，V缩松显著减小。
同时凝固方式示意图
同时凝固的优点是，凝固时铸件温差小，不容易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形，不用冒口或冒口很小，可节省金属、简化工艺、减少劳动量。
同时凝固的缺点是，铸件中心区域往往有缩松，铸件不致密。
同时凝固往往在以下情况采用： ① 碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩小甚至不收缩，合金本身不易产生缩孔和缩松。 ② 结晶温度范围大，容易产生缩松的合金，如锡青铜，即使加冒口也无法补缩，对气密性要求不高时，可采用这一原则，使工艺简化。
加压补缩方法第3章已介绍。
5、热等静压法消除缩孔和缩松
将铸件置于压力容器内，在高温、高压下，通过惰性气体介质（如氩气）把压力从各个方向等压地传递到铸件表面上，金属经蠕变-扩散过程，使内部空洞闭合而消除。如图6-11。
热等静压处理示意图
热等静压法的主要工艺参数是温度、压力和时间。应使容器内温度均匀地保持在金属的蠕变温度，不得过高或过低。常用压力为50～200MPa。保温时间一般通过实验确定。
合金成分铸件内温度梯度
铸件中形成缩孔或缩松的倾向与合金成分之间有一定的规律性。当合金成分及其浇注温度确定以后，则缩孔及缩松的总容积为一定，即
V缩总 V缩孔 V缩松
合金在逐层凝固时 V缩孔是主要的。体积凝固时则以V缩松为主。凝固条件的变化可以使V缩松与 V缩松互相转化。设法使缩松转化为缩孔，设置适当的冒口，把缩孔转移到冒口内，可以得到致密的铸件。

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因影响铸件收缩的因素:化学成分与合金类别：如铸钢的收缩最大，灰铸铁最小。

浇注温度：合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。

铸件结构和铸型工艺条件：铸件的收缩并非自由收缩，而是受阻收缩。

1）铸件中各部分冷却速度不同，收缩先后不一致，相互制约产生阻力；2）铸型等对铸件收缩产生的机械阻力。

铸件在冷却和凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩所缩减的体积得不到补充，往往在铸件最后凝固的地方出现孔洞。

容积大而且比较集中的孔洞—缩孔；细小而且分散的孔洞—缩松。

产生原因：液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值缩孔和缩松存在：铸件有效承载面积减小，引起应力集中，力学性能下降，还降低气密性和物理性能。

缩孔的形成：在铸件上部或最后凝固的部位；其外形特征是：近于倒圆锥形。

缩松的形成:由于结晶温度范围较宽，树枝晶发达，流动性低、液态和凝固收缩所形成的细小、分散孔洞得不到液态金属补充而造成。

纯金属和共晶成分的合金，易形成集中缩如何防止缩孔和缩松:防止措施①合理选用铸造合金②按照定向凝固原则进行凝固采用各种措施保证铸件结构上各部分按照远离冒口的部分先凝固然后是靠近冒口部分最后是冒口本身的凝固③合理选择浇注系统和浇注位置④合理地应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。

附缩孔补救措施焊补。

挖去缺陷区金属用与基体金属相同或相容的焊条焊补缺陷区焊后修平进行焊后热处理。

举例: Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭有很强的柱状晶生长趋势,在轴线附近区域形成分散的缩松;加入0.8%B(原子分数)后,铸锭的组织得到细化,并削弱了柱状晶生长趋势,收缩缺陷分布集中以大缩孔方式存在,显微缩松的密度和尺寸均降低.添加0.1%C(原子分数)后,铸锭的组织和缩孔缩松与Ti-47Al-2Cr-2Nb比均无明显变化.热应力：铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。

为铸造残留应力减少或消除应力的方法:减少铸件各部位的温差，尽量形成同时凝固。

铸件收缩率

灰铸铁的铸造收缩率为0.7%~1.0%，
铸造碳钢为1.3%~2.0%，
铸造锡青铜为1.2%~1.4%。

球铁件收缩率的选取，要根据造型工艺，如果是粘土砂，有匡模量，大件选0.9%
，小件选0.8%。

树脂砂选1%铸件的收缩
根据压铸的特点，铸件的收缩规律大致如下：
1.冷却凝固时，包紧成型零件，并受这些零件所阻碍，收缩量就比较小
2.薄壁铸件的收缩量比厚壁铸件小
3.大铸件的收缩百分率比小铸件的收缩百分率小
4.压铸成形后，留模时间愈长，收缩量愈小
5.形状复杂的铸件比简单铸件收缩量小
6.同一铸件的不同尺寸部位，各处于上不同的情况时，各自的收缩率有可能不相同
7.铸件的收缩是在实体上产生的，故在空档部位上，有时它的实际收缩可能使该部位的尺
寸变大
此外，铸件的收缩可能与工艺因素，操作方面（如分型面的清理、涂料涂层的厚薄）有关。

上述的收缩规律性只是针对一些特定条件而言，
生产中，常常应根据实际情况加以综合的考虑。

内浇口速度
为便于生产中对内浇口速度的选定，将铸件的壁厚与内浇口速度的关系列于表中。

在选取用内浇口速度时，可以考虑下列情况
1.铸件形状复杂时，内浇口速度可高些
2.合金浇入温度低时，内浇口速度可高些
3.合金和模具材料的导热性能好时，内浇口速度应高些
4.内浇口厚度较厚时，内浇口速度应高些。

冶金质量控制教学课件-凝固过程质量控制—铸件或铸锭中的收缩

受阻收缩(图11)。很明显，对于同一种合金，受阻收缩率小于自由收
缩率。
图11 受机械阻碍的铸件
铸件在铸型中收缩时受到的阻力有以下几种：
1) 铸型表面的摩擦力
铸件收缩时，其表面与铸型表面之间的摩擦力的大小与铸件重量、铸型表面的平滑程度有关。
液态收缩率用下式表示：
（5）
式中
从式中可以看出，提高浇注温度 t浇，或因合金成分改变而降低tL，都使v液增加。v液改变时，v液也相应改变。
影响液态收缩系数v液的因素很多，如合金成分、温度、气体和夹杂物含量等。
实验所得数值往往有很大差别，计算时常取其平均值。
例如，钢液的v液在0.4 X 10-4到1.6 X 10-4／℃的范围内变动，相差四倍，通常取其平均值1.0 X 10-4 ／℃。
3．固态收缩
金属的固态体收缩率用下式表示：
（6）
式中
在固态收缩阶段，铸件各个方向上都表现出线尺寸的缩小。因此，这阶段对铸件的形状和尺寸的精度影响最大。为方便起见，常用线收缩率表示固态收缩，即：
式中
（7）
金属的线收缩是铸件中产生应力、变形和裂纹的基本原因。
4．线收缩的开始温度
2) 固溶体合金(图3 b) l 向熔点较低的成分B方向上，沿曲线1平滑地下降。 3) 有限固溶体合金(图3 c) 关于这类合金的l 的变化规律，可根据前两类合金
进行分析。图3 合金的线来自缩与成分的关系***二、铸钢的收缩
和任何其它合金一样，收缩过程分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
***三、铸铁的收缩
铸铁和任何铸造合金一样，其收缩过程也分为三个互相联系的阶段，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩。

16.1补缩原理重点

职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铸钢件生产技术课程补缩原理制作人：陈小红浙江机电职业技术学院补缩原理一、铸件的收缩1.铸件收缩分类合金在从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩小的现象称为收缩。

液态合金由许多原子团和空穴组成，其原子间距比固态要大得多。

随着温度的下降，原子间距离缩短，空穴数量减少。

当液态合金转变为固态合金时，空穴消失，原子间距离继续减小，这些因素都使合金产生收缩。

收缩是铸件的应力及缩孔、缩松、热裂、冷裂和变形等缺陷产生的基本原因。

为了获得优质铸件，必须对收缩加以控制。

金属从高温t0冷却到t1时，其体收缩率和线收缩率各为Ɛ V=V0−V1×100%=αV（t0−t1）×100%Ɛ l=l0−l1×100%=αl（t0−t1）×100%式中V0、V1——金属在温度t0和t1时的体积；l0、l1——金属在温度t0和t1时的长度；αV、αl——金属在t0~t1温度范围内的体积收缩系数和线性收缩系数。

合金从浇注温度冷却到常温，都经历液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。

（1）液态收缩阶段金属在液体状态时的收缩称为液态收缩。

此阶段金属完全处于液态，金属体积的减少表现为型腔内液面的降低。

（2）凝固收缩阶段金属在凝固过程中的收缩称为凝固收缩。

对于一定温度下结晶的纯金属和共晶成分的合金，凝固收缩只是合金的状态改变，于温度无关或基本无关；对于具有结晶温度间隔的合金，凝固收缩不仅与状态改变有关，且随结晶温度间隔的增大而增大。

液态收缩和凝固收缩的外部表现皆为体积减小，一般表现为液面降低，因此称为体积收缩。

合金的收缩量通常用体收缩率收缩率来表示。

两类收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。

（3）固态收缩阶段金属在固态冷却过程中的收缩称为固态收缩。

固态收缩引起铸件外部尺寸的变化，故又称为尺寸收缩或线收缩。

线收缩对铸件形状和尺寸精度影响最大，是产生铸造应力、变形、裂纹等缺陷的基本原因。

铸钢缩水率

铸钢缩水率
铸钢件在凝固过程中，其各个部位的尺寸一般会缩小，铸件尺寸缩小的百分比称为铸线收缩或铸件收缩。

在制造包括芯盒在内的铸模时，需要根据确定的铸件收缩率扩大铸模，以保证冷却后的铸件尺寸符合要求。

铸钢的收缩率为1.3%~2.0%。

具体的数值会受到铸件形状、材料成分、壁厚等因素的影响。

对于模具的设计，一定要考虑到铸钢的缩水比例，以保证铸件的准确度和尺寸。

影响铸件收缩率的因素很多，主要有：
1、铸件材质铸件材质不同，铸件收缩率也不同。

例如，铸钢的收缩率大于灰口铸铁；灰铸铁中硫含量多时，收缩率增加，而硅含量多时，收缩率降低。

2、铸件结构铸件结构复杂，缩孔困难，降低铸件的缩孔率。

例如，用相同成分浇注的铸钢件具有不同的结构形状。

其中，自由收缩时的收缩率最大。

3、模具的让步模具的让步好，铸件的收缩率增大。

例如，使用湿玻璃砂型和水玻璃砂型铸造的铸件比使用干型铸造的铸件具有更大的收缩率。

同理，随着铸件尺寸的增大，铸件的让步变差，铸件的收缩率也随之降低。

因此，应根据实际情况选择铸件收缩率。

铸件尺寸要求精密铸造，应根据试铸件的铸件情况修正铸件收缩率。

铸件合金的凝固与收缩

铸件合金的凝固与收缩合金凝固温度范围和铸件温度梯度会对铸件的凝固方式产生影响，化学成分不同、浇注温度和铸件结构会对逐渐的收缩产生影响。

(一)铸件的凝固方式及影响因素1.铸件的凝固方式(1)逐层凝固方式合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。

常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。

(2)糊状凝固方式合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固，这种凝固方式称为糊状凝固。

球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。

(3)中间凝固方式大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固方式。

中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。

2.凝固方式的影响因素(1)合金凝固温度范围的影响合金的液相线和固相交叉在一起，或间距很小，则金属趋于逐层凝固;如两条相线之间的距离很大，则趋于糊状凝固;如两条相线间距离较小，则趋于中间凝固方式。

(2)铸件温度梯度的影响增大温度梯度，可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化;反之，铸件的凝固方式向糊状凝固转化。

(二)铸造合金的收缩铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。

它主要包括以下三个阶段：1.液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。

2.凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩。

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。

3.固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。

固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。

(三)影响合金收缩的因素1.化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同。

在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。

2.浇注温度合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。

3.铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率。

金属铸造工艺中的收缩

金属铸造工艺中的收缩金属铸造工艺中的收缩是指在铸造过程中，液态金属冷却后变为固态金属时所产生的体积收缩现象。

这种收缩是由于金属的晶体结构在凝固时发生变化所引起的。

铸造收缩对于金属铸件的尺寸精度和形状稳定性有着重要影响，如果不加以控制和补偿，将会导致铸件尺寸偏差和形状变形等问题。

金属铸造收缩可以分为凝固收缩和冷却收缩两个阶段。

凝固收缩是指液态金属冷却凝固过程中，由于晶格结构的变化而产生的收缩现象。

冷却收缩是指在凝固完成后，铸件继续冷却至室温的过程中，由于晶格中的位错移动和晶界内的变形引起的更为显著的收缩现象。

凝固收缩主要是由于金属液态到凝固过程中晶体结构的变化所引起的。

在液态状态下，金属原子之间间距较大，自由度较高，当凝固开始时，金属原子逐渐排列成固态晶体结构，晶胞间距缩小，导致体积收缩。

凝固收缩的大小取决于金属的性质、凝固速度和形状等因素。

快速凝固的金属收缩较大，且柱状晶体比等轴晶体的收缩更为显著。

冷却收缩是由于金属铸件在凝固完成后进一步冷却而产生的收缩现象。

晶体的冷却收缩主要是通过位错的移动和晶界内的变形而引起的。

位错是由晶体中的原子错位引起的缺陷，当晶体冷却时，位错开始进行移动和滑动，引起晶体内部的变形，从而导致冷却收缩。

此外，晶粒内的空隙扩散也会导致晶体的冷却收缩。

为了解决金属铸造中的收缩问题，工程师通常会采取一系列的措施。

首先，可以通过控制铸件的几何形状和壁厚来调整收缩。

较大的壁厚和合理的缩放会减少收缩的影响。

其次，可以通过改变金属的成分和凝固方式来控制收缩。

某些合金元素的添加可以改变晶体结构，从而影响收缩。

此外，在凝固过程中采用合适的冷却方法，如水冷和气冷等，也可以有效控制收缩。

除了工艺控制之外，还可以利用数值仿真方法来预测和纠正收缩。

通过建立数值模型，可以模拟并计算铸件在凝固和冷却过程中的收缩情况。

根据模拟结果，可以进一步优化铸件的几何形状和工艺参数，以减少收缩的影响。

总之，金属铸造工艺中的收缩是一个不可忽视的问题。

铸造铸件的收缩

l l t s t 0） 100% （
金属的线收缩是铸件产生应力、变形和裂纹的基本原因。（冷却阶段的相变也会引起收缩率的变化）
4.线收缩的开始温度

对于纯金属和共晶合金的线收缩是在金属完全凝固后开始的。对于具有一定结晶温度范围的合金，随着枝晶数量增多，彼此相连构成连续的骨架，则开始线收缩。

二、缩松
宏观缩松（简称缩松）微观缩松（显微缩松）一、缩松的形成：缩松：分布在铸件壁的轴线区域、厚大部位、冒口根部和内浇口附近。缩松度对试棒抗拉强度的影响。缩松度
（相对强度） b
缩松分布面广，难于补缩，是铸件中最危险的缺陷之一。

形成原因：和缩孔一样： v液 v凝 v固形成条件：合金的结晶温度范围较宽，或铸件断面温度梯度小-------凝固区域宽，倾向于糊状凝固方式显微缩松产生在晶间和分枝之间，与微观气孔很难区分，且经常是同时发生的，在显微镜下才能观察到。位置：铸件壁的轴线区域（轴线缩松）、厚大部位、冒口根部和内浇口附近。
，
l l ：线收缩系数
：某一温度区间的相对收缩量，既与金属的性质有关，又与温度区间的大小有关。
1.液态收缩
从浇注温度 t 浇冷却至液相线温度 t l 的体收缩为液态收缩。
v液 v液 t 浇 t l） 100% （
影响 v液的因素：浇注温度合金成分
t浇
tl
v液合金成分、温度、气体和夹杂物含量

顺序凝固

顺序凝固原则：采用各种措施保证铸件结构上各部分按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口的部分，最后
才是冒口本身凝固的次序进行。这种原则能保证缩孔集中

铸铁件收缩率计算公式

铸铁件收缩率计算公式铸铁是一种常见的金属材料，在工业生产中被广泛应用。

在铸造过程中，铸铁件的收缩率是一个非常重要的参数，它直接影响着铸件的尺寸精度和质量。

因此，了解铸铁件的收缩率计算公式对于铸造工程师和技术人员来说是非常重要的。

铸铁件的收缩率是指铸造过程中铸铁液凝固后，由于凝固收缩而导致的尺寸变化的比例。

通常情况下，铸铁件的收缩率是以百分比的形式表示的，它可以通过以下的计算公式来求得：收缩率（%）= （模具尺寸铸件尺寸）/ 模具尺寸× 100%。

其中，模具尺寸是指铸造前模具的尺寸，铸件尺寸是指铸造后铸件的尺寸。

通过这个公式，我们可以得到铸铁件的收缩率，从而对铸造工艺进行调整和优化。

在实际的铸造工程中，铸铁件的收缩率受到多种因素的影响，主要包括铸造温度、合金成分、冷却速度等。

因此，在计算铸铁件的收缩率时，需要综合考虑这些因素，并进行实际的试验和测量。

首先，铸造温度是影响铸铁件收缩率的重要因素之一。

一般来说，铸造温度越高，铸铁液的凝固速度越慢，收缩率也会相应增加。

因此，在实际的铸造过程中，需要根据具体的铸造材料和工艺要求来确定合适的铸造温度，以控制铸铁件的收缩率。

其次，合金成分也会对铸铁件的收缩率产生影响。

不同的合金成分会影响铸铁的凝固行为和晶粒结构，从而影响铸铁件的收缩率。

因此，在设计合金配方时，需要考虑到铸铁件的收缩率，并进行合理的调整。

此外，冷却速度也是影响铸铁件收缩率的重要因素之一。

冷却速度越快，铸铁件的凝固收缩就越大。

因此，在铸造过程中，需要通过控制冷却速度来控制铸铁件的收缩率。

除了以上因素外，还有一些其他因素也会对铸铁件的收缩率产生影响，比如浇注方式、模具设计等。

因此，在实际的铸造工程中，需要综合考虑这些因素，并进行系统的分析和研究。

总之，铸铁件的收缩率是一个非常重要的参数，它直接影响着铸件的尺寸精度和质量。

通过合理的计算和控制，可以有效地优化铸造工艺，提高铸铁件的质量和生产效率。

铸件的凝固与收缩

铸件的凝固与收缩1．铸件的凝固方式铸件凝固过程中，在其断面上存在三个区域，即已凝固的固相区、液固两相并存的凝固区和未开始凝固的液相区。

其中凝固区的宽窄对铸件质量影响较大，其宽窄决定着铸件的凝固方式。

（1）逐层凝固纯金属或共晶成分的合金，凝固时铸件的断面上不存在液、固两相并存的凝固区，已凝固层与未凝固的液相区之间界限清晰，随着温度的下降，已凝固层不断加厚，液相区逐渐减小，一直到铸件完全凝固，这种凝固方式称为逐层凝固。

（2）糊状凝固如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件断面的温度梯度较小，则在开始凝固的一段时间内，铸件表面不会形成坚固的已凝固层，而是液、固两相共存区贯穿铸件的整个断面，如图4.4c）。

这种凝固方式先呈糊状，然后整体凝固，故称为糊状凝固。

（3）中间凝固大多数铸造合金的凝固方式介于逐层凝固和糊状凝固之间，即在凝固过程中，铸件断面上存在一定宽度的液固两相共存的凝固区，称为中间凝固方式。

铸件采取何种凝固方式主要取决于该合金的结晶温度范围和铸件的温度梯度。

（1）铸造合金的结晶温度范围合金的结晶温度范围愈窄，铸件的凝固区域就愈窄，愈倾向于逐层凝固。

如砂型铸造时，低碳钢的凝固为逐层凝固，而高碳钢的结晶温度范围较宽成为糊状凝固。

（2）铸件的温度梯度铸造合金的成分一定时，铸件凝固区域的宽窄就取决于其断面的温度梯度，如图3.5所示，随温度梯度由小变大，则相应的凝固区会由宽变窄。

铸件的温度梯度主要取决于：1）铸造合金的性质。

如铸造合金的导热性愈好、结晶潜热愈大，则铸件均匀温度的能力愈强，温度梯度就愈小。

2）铸型的蓄热能力和导热性愈好，对铸件的激冷能力愈强，使铸件的温度梯度愈大。

3）提高浇注温度，会降低铸型的冷却能力，从而降低铸件的温度梯度。

总之，合金的结晶温范围愈小，铸件断面的温度梯度愈大，铸件愈倾向于逐层凝固方式，也愈容易铸造；所以铸造倾向于糊状凝固的合金铸件时，如锡青铜和球墨铸铁等，应采用适当的工艺措施，减小其凝固区。

铸件成形原理第11章凝固收缩过程中的

(1)最初收缩ε初缩铸铁凝固开始后，已凝固的外壳缩小，发生初步收缩，但收缩量很小，如图11-3中所示不明显。 (2)缩前膨胀ε缩前共晶转变时析出奥氏体和石墨，发生膨胀。 (3)珠光体前收缩ε珠前在共析转变前的收缩。 (4)共析转变膨胀ε共膨共析转变时析出铁素体、石墨和珠光体，产生膨胀。 (5)珠光体后收缩ε珠后在共析转变后的收缩。
1.铸型表面摩擦力 2.机械阻力 3.热阻力
1.铸型表面摩擦力
铸件收缩时，其表面和铸型表面间摩擦力的大小与铸件质量、铸型表面的光滑程度有关。例如，当铸型表面涂有涂料时，摩擦阻力可以忽略不计。
2.机械阻力
图11-5 铸件收缩受阻
3.热阻力
3.热阻力
表11-5 常用合金的铸造收缩率
11.2 缩孔与缩松的分类及特征
2.凝固收缩
表11-4 碳钢的凝固收缩率与含碳量的关系
3.固态收缩
(1)珠光体转变前收缩ε珠前介于凝固结束温度与γ→α相变前的温度范围内。 (2)共析转变期膨胀εγ→α 发生在γ→α相变温度范围内。 (3)珠光体转变后收缩ε珠后发生在γ→α相变结束到室温的温度范围内。
11.1.4 铸件的收缩
3.固态收缩
图11-3 Fe-C合金的固态自由线收缩曲线 1—碳钢 2—白口铸铁 3—灰铸铁 4—球墨铸铁
3.固态收缩
表11-3 几种Fe-C合金的自由线收缩率
1.液态收缩 2.凝固收缩 3.固态收缩
11.1.3 铸钢的收缩
11.1.3 铸钢的收缩
图11-4
1.液态收缩
铸钢的液态收缩率见式(11-3)。在浇注温度不变时，随着含碳量的增加，液相线温度降低，αV液相应增大，铸钢的液态收缩率也增大。在铸钢的化学成分一定时，若浇注温度提高，液态收缩率也增大。

铸件中的收缩

液体
液体
液体
液体
液体
球墨铸铁在凝固中后期 , 石墨球长大到一定程度后 , 四周形成奥氏体外壳 , 碳原子通过奥氏体外壳扩散到共晶团中使石墨球长大. 长大 . 当共晶团长大到相互接触后 , 石墨化膨胀所产生的膨胀力 , 只有一小部分作用在晶间液体上 . 而大部分作用在相邻的共晶团趋向于把它们挤开. 上或奥氏体枝晶上 , 趋向于把它们挤开.
液体
灰铸铁共晶团中的片状石墨 , 与枝晶间的共晶液体直接接触, 直接接触,因此片状石墨长大时所产生的体积膨胀大部分作用在所接触的晶间液体上 , 迫使它们通过枝晶间的通道去充填奥氏体枝晶间因液态收缩和凝固收缩所产生的小孔洞 , 从而大大降低了灰铸铁产生缩松的严重程度. 大大降低了灰铸铁产生缩松的严重程度.这就是灰铸铁的所谓自补缩能力" "自补缩能力"
第九章铸件的收缩
第一节铸造合金的收缩一,收缩的基本概念
二,铸钢的收缩
三,铸铁的收缩
四,铸件的收缩
第二节铸件中的缩孔和缩松
第二节铸件中的缩孔和缩松
( 一 ) 缩孔的形成
( 一 )缩孔的形成
( 一 ) 缩孔的形成
( 一 ) 缩孔的形成
( 一 ) 缩孔的形成
(缩孔的容积)
缩孔位置的确定
( 二 ) 缩松的形成
( 二 ) 缩松的形成
( 二 ) 缩松的形成
( 二 ) 缩松的形成
( 三 ) 铸铁铸件的缩孔和缩松
灰铸铁和球墨铸铁在凝固过程中会析出石墨相而产灰铸铁和球墨铸铁在凝固过程中会析出石墨相而产石墨相因此其缩孔和缩松的形成比一般合金复杂. 生体积膨胀 , 因此其缩孔和缩松的形成比一般合金复杂. 亚共晶灰铸铁和球墨铸铁凝固的共同特点是 , 初生奥氏体枝晶能迅速布满铸件的整个断面 , 而且奥氏体枝晶具有很大的连成骨架的能力. 晶具有很大的连成骨架的能力.因此 ,这两种铸铁都有这两种铸铁都有产生缩松的可能性. 产生缩松的可能性.但是 ,由于它们的共晶凝固方式和由于它们的共晶凝固方式和石墨长大的机理不同 , 产生缩孔和缩松的倾向性有很大差别. 差别.

铸件变形原因

铸件变形原因
铸件变形是指在铸造过程中，铸件的形状和尺寸与设计要求不一致的现象。

铸件变形主要是由于以下几个原因导致的。

第一，材料的收缩。

铸造材料在冷却过程中会发生收缩，这是铸件变形的主要原因之一。

当铸件冷却后，温度下降，材料开始收缩，导致铸件的形状和尺寸发生变化。

不同材料的收缩率不同，因此铸件的变形程度也会有所不同。

第二，浇注温度过高。

在铸造过程中，如果浇注温度过高，会导致铸件内部温度过高，冷却速度过快，从而引起铸件的收缩不均匀，造成铸件变形。

因此，在铸造过程中必须控制好浇注温度，以避免铸件变形。

第三，模具设计不合理。

模具设计的不合理也是导致铸件变形的原因之一。

如果模具设计不合理，模腔布置不当或者模具结构不稳定，会导致铸件在冷却过程中受到不均匀的压力或热应力，从而引起铸件变形。

第四，冷却过程不均匀。

在铸造过程中，如果冷却过程不均匀，部分区域的冷却速度过快，而其他区域的冷却速度较慢，会导致铸件受到不均匀的收缩力，造成铸件变形。

因此，在铸造过程中需要采取适当的冷却措施，以保证铸件的冷却过程均匀。

第五，砂型材料的性能不稳定。

在铸造过程中，砂型材料的性能不稳定也会导致铸件变形。

砂型材料的性能包括砂芯的强度、热稳定性等，如果砂型材料的性能不稳定，会导致铸件在冷却过程中受到不均匀的应力，从而引起铸件变形。

铸件变形是由多种因素共同作用导致的。

在铸造过程中，需要控制好材料的收缩、浇注温度、模具设计、冷却过程和砂型材料的性能，以减少铸件变形的发生。

只有做到这些，才能保证铸件的质量和尺寸符合设计要求。

铸造收缩率的计算例题

铸造收缩率的计算例题篇一：铸造收缩率是指铸件在冷却或凝固过程中，体积收缩的比例。

它是铸件制作过程中的一个关键因素，直接影响铸件的精度、质量和生产效率。

下面是一个计算铸造收缩率的例题:假设要生产一个铸件，其尺寸为 200mm x 200mm x 400mm，使用的材料是铝合金。

铸造收缩率的标准值为 2.0%。

1. 首先，需要计算出铸件的实际体积。

可以通过以下公式来计算:实际体积 = 名义体积 x (1 - 收缩率)其中，名义体积是指铸件在设计时考虑的体积，通常是以 mm3 为单位。

收缩率是指铸件在冷却或凝固过程中体积收缩的比例。

在本例中，收缩率为 2.0%。

2. 接下来，需要计算出铸件的名义尺寸。

可以通过以下公式来计算:名义尺寸 = 实际尺寸 x (1 + 收缩率)其中，收缩率是指铸件在冷却或凝固过程中体积收缩的比例。

在本例中，收缩率为 2.0%。

3. 最后，可以使用上述公式计算铸件的实际尺寸。

可以通过以下公式来计算:实际尺寸 = 名义尺寸 x (1 - 收缩率)其中，收缩率是指铸件在冷却或凝固过程中体积收缩的比例。

在本例中，收缩率为 2.0%。

通过以上步骤，可以计算出铸件的实际尺寸为 186.6mm x 186.6mm x 379.8mm。

这表明，铸件在冷却或凝固过程中体积收缩了 2.0%。

铸造收缩率是一个重要因素，它对铸件的精度、质量和生产效率都有很大的影响。

在制作铸件时，需要仔细考虑铸造收缩率，并根据实际需要进行调整，以确保铸件的质量和精度。

篇二：铸造收缩率是指铸件在冷却或固化过程中，体积收缩的比例。

它是铸件质量的关键因素之一，因为铸件的收缩可能导致铸件变形、开裂或无法达到所需的精度。

本文将介绍铸造收缩率的计算例题及其拓展。

例题：某铸件尺寸为 100mm x 100mm x 100mm，收缩率预计为 2%。

求该铸件的实际尺寸应是多少？解答：首先，我们需要了解铸造收缩率的计算公式:收缩率 = (1 - 收缩率%) × 100%其中，收缩率%是指铸件在冷却或固化过程中所收缩的比例。

铸件的收缩