第14章 缩孔与缩松
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（二）影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素
• 1．铸铁的成分
（1）共晶灰铸铁，随碳当量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨膨 胀量增加，有利于消除缩孔和缩松。 共晶成分灰铸铁是以逐层方式凝固，易形成集中缩孔。但是， 由于共晶转变的石墨化膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液体的收 缩，使铸件中不产生缩孔。 （2）球墨铸铁的碳当量对缩松有很大影响。当铸型刚度足够时，利 用共晶石墨化膨胀作用，产生自补缩效果，可以获得致密的铸件。 （3）球墨铸铁中磷含量、残余镁量及残余稀土量过高，都会增加缩 松倾向。 1 ）磷共晶削弱铸件外壳的强度，使其容易变形，增加缩前 膨胀值，松弛了铸件内部压力。 2 ）形成三元磷共晶时，使碳以碳化物的方式析出，减少石 墨析出，促进二次收缩程度的增加。 3 ）镁及稀土会增大白口倾向，减少石墨析出，石墨膨胀作 用减弱。
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(三)冒口、补贴和冷铁的应用
• 冒口补贴和冷铁的使用，是防止缩孔和缩松最 有效的工艺措施。 冒口一般应设置在铸件厚壁或热节部位。 冒口的大小应保证铸件被补缩部位最后凝固， 并提供足够的金属液用于补缩需要。 冒口与被补缩部位之间必须有补缩通道。 补贴和冷铁通常是配合冒口设置使用的，可以 造成人为的补缩通道及末端区，延长冒口的有效补 缩距离。此外，冷铁还可以加速铸件壁局部热节的 冷却，实现同时凝固原则。
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• 2．铸型刚度 铸铁在共晶转变发生石墨化膨胀时，型壁是 否迁移，是影响缩孔容积的重要因素，铸型刚度 大，缩前膨胀就减小，缩孔容积会相应减小，甚 至不产生缩孔。 铸型刚度依下列次序逐级降低： 金属型 — 覆砂金属型 — 水泥型 — 水玻璃砂型 — 干型—湿型。
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二、防止铸件产生缩孔和缩松的途径
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•
(四)加压补缩
• 加压补缩是指将铸件放在具有较高压力的 装置中，使其在较高压力下凝固，通过外压来 消除显微缩松，获得致密铸件。
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第十五章
化学成分的不均匀性 第一节 概述
• 一般情况下，铸件凝固之后，从微观晶粒内部到宏观上 各部位，化学成分都是不均匀的，这种现象称为偏析。 • 偏析按其范围大小分为两大类：微观偏析和宏观偏析。 • 微观偏析是指微小范围内的化学成分不均匀现象，一般 在一个晶粒尺寸范围左右。微观偏析按其位置又分为： 胞状偏析、枝晶偏析(晶内偏析)和晶界偏析。 • 宏观偏析是指较大尺寸范围内的化学成分不均匀现象， 又称为区域偏析。按性质不同可以分为：正偏析、逆偏 析、V形偏析和逆V形偏析、带状偏析、密度偏析、区域 偏析、层状偏析等。
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收缩三个阶段
根据上述分析，铸造合金从浇注温度冷却到常温， 一般要经历以下三个收缩阶段： • 1 ．液态收缩：铸造合金从浇注温度冷却到液相线温度 发生的体收缩。 • 2 ．凝固收缩：金属从液相线温度到固相线温度间产生 的体收缩。
对于纯金属和共晶合金，凝固期间的体收缩是由于状态的改 变，与温度无关，具有一定的数值。 对于Bi 、Sb 合金，在凝固过程中体积不但不收缩，反而膨胀， 因此，其凝固收缩率为负值。
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(二)浇注条件
• 采用高温慢浇，能增加铸件纵向温差，有 利于顺序凝固原则。 • 通过多个内浇道低温快浇，则减小纵向温 差，有利于同时凝固原则。 • 一般情况下，冒口在顶部的顶注式，适合 采用高温慢浇工艺，加强顺序凝固；对底注式 浇注系统，采用低温快浇和补浇冒口的方法， 可以减小铸件的逆向温差，实现同时凝固；冒 口设在分型面上，液态金属通过冒口引入内浇 道，采用高温慢浇，有利于补缩，属顺序凝固。
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一、缩孔的形成
纯金属、共晶成分合金和窄结晶温度范围的合金， 按逐层凝固方式凝固，由于其凝固前沿直接与液态金 属接触，当液体金属凝固成固体而发生体积收缩时， 可以不断得到液体的补充，在铸件最后凝固的地方产 生缩孔。
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缩凹的产生
在液态金属中含气量不大的情况下，当液 态金属与顶面层脱离时，液面上部要形成真空。 在大气压力的作用下，顶面固体层可能向缩孔 方向凹进去。因此缩孔应包括外部的缩凹和内 部的缩孔两部分。当铸件顶面薄层强度很大时， 也可能不出现缩凹。
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球墨铸铁的缩前膨胀
•
球墨铸铁在凝固过程中，当石墨球长大到一定程度后， 四周形成奥氏体外壳，碳原子是通过奥氏体外壳扩散到共 晶团中使石墨球长大。 • 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 相邻的共晶团上或奥氏体枝晶上，趋向于把它们挤开。因 此，球墨铸铁的缩前膨胀比灰铸铁大得多。
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片状石墨横向长大的作用
•
被共晶奥氏体包围的片状石墨，由于碳原子的扩 散作用，在横向上也要长大，但是速度很慢。 • 石墨片在横向上长大而产生的膨胀力作用在共晶 奥氏体上，使共晶团膨胀，并传到邻近的共晶团上或 奥氏体枝晶骨架上，使铸件产生缩前膨胀。 • 很显然，这种缩前膨胀会抵消一部分自补缩效果， 但是，由于这种横向的膨胀作用很小而且是逐渐发生 的，同时因灰铸铁在共晶凝固中期，在铸件表面已经 形成硬壳，因此灰铸铁的缩前膨胀一般只有0.1％-0.2 ％左右。 • 所以，灰铸铁件产生缩松的倾向性较小。
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第三节 影响缩孔与缩松的因素及防止措施
一、影响缩孔与缩松的因素 (一)Hale Waihona Puke Baidu响缩孔与缩松大小的因素
• 1．金属的性质：合金的液态收缩系数和凝固收缩率越大，缩 孔及缩松容积越大。合金的固态收缩系数越大，缩孔及缩松容积 越小。 • 2．铸型条件：提高铸型的激冷能力，可以减小缩孔及缩松容 积。铸型激冷能力大，容易造成边浇注边凝固的条件，使金属的 收缩在较大程度上被后注入的金属液补充，使实际发生收缩的液 态金属量减少。 • 3．浇注条件：浇注温度越高，合金的液态收缩越大，缩孔容 积越大；浇注速度越缓慢，浇注时间越长，缩孔容积越小。浇注 条件对缩松的容积影响不大。 • 4．铸件尺寸：铸件壁厚越大，表面层凝固后，内部的金属液 温度越高，液态收缩越大，缩孔及缩松容积增加。
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•
由于按照体积凝固方式凝固，铸件表面在 凝固后期没有形成坚固的外壳，如果铸型刚度 不够，膨胀力将迫使型壁外移。尺寸精度变差。 • 随着石墨球的长大，共晶团之间的间隙逐 步扩大，使得铸件普遍膨胀。共晶团之间的间 隙就是球墨铸铁的显微缩松，并布满铸件整个 断面，所以球墨铸铁铸件产生缩松的倾向性很 大。 • 如果铸件厚大，球墨铸铁铸件这种较大的 缩前膨胀也会导致铸件产生缩孔。 • 如果铸型刚度足够大，石墨化的膨胀力能 够将缩松挤合。在这种情况下，球墨铸铁也可 看作是具有“自补缩”能力。
(一)顺序凝固和同时凝固
• 1 ．顺序凝固：采用各种措 施，保证铸件结构上各部分 按照距冒口的距离由远及近， 朝冒口方向凝固，冒口本身 最后凝固。 铸件按照这一原则进行 凝固，产生最佳的补缩效果 能够使缩孔集中在冒口中， 获得致密铸件。
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顺序凝固优缺点
•
顺序凝固可以充分发挥冒口的补缩作用，防止缩 孔和缩松的形成，获得致密铸件。因此，对凝固收缩 大，结晶温度范围较小的合金如某些类型的铸钢件， 通常采用这一原则。 但是，顺序凝固时，铸件各部分存在温差： （1）在凝固过程中易产生热裂； （2）凝固后容易使铸件产生变形 （3）使用冒口和补贴，会降低工艺出品率。
• 3．固态收缩：金属在固相线以下发生的体收缩。
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第二节 缩孔与缩松的形成机理
1 、缩孔：铸造合金在凝固过程中，由于液态收缩和凝固
收缩的产生，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞， 称为缩孔，把尺寸较大而且集中的孔洞称为集中缩孔， 简称缩孔。 2、缩松：尺寸细小而且分散的孔洞称为分散性缩孔，简 称缩松。 3、对铸件性能的影响 1 ）减少铸件的有效受力面积，在尖角处产生应 力集中，导致裂纹的出现，显著降低其力学性能。 2）降低铸件的气密性，降低其承压能力。
材料成形原理
第十四章 缩孔与缩松
材料成型与控制专业
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第一节
1、收缩
收缩的基本概念
（ 1 ）液态金属在冷却过程中，随着温度下降， 空穴数量减少，原子集团中原子间距缩短，液态金属 的体积减小； （2）液态金属发生凝固时，状态的变化也导致金 属体积显著减小； （3）金属在固态下继续冷却，原子间距还要缩短， 体积会进一步减小。 把铸件在液态、凝固态和固态冷却过程中发生的 体积减小现象称为收缩。
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灰铸铁的“自补缩能力”
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，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 们通过枝晶间通道去充填奥氏 体枝晶间由于液态收缩和凝固 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。这就是灰铸铁的所谓 “自补缩能力”。
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形成缩孔的原因及条件
• 1、基本原因： 合金的液态收缩和凝固收缩值之和 大于固态收缩值。 • 2、条件： 铸件由表及里逐层凝固。
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二、缩松的形成
当某种成分下的合金结晶温度范围较宽 时，通常按体积凝固的方式凝固。凝固区域宽， 晶体容易发展成为树枝发达的粗大等轴晶，当 固相约占70％(体积分数)时，尚未凝固的液体 被分割为一个个互不相通的小熔池。 随温度降低，同样要发生液态收缩、凝 固收缩和固态收缩，由于合金的液态收缩和凝 固收缩大于固态收缩，出现的细小孔洞得不到 外部合金液的补充而形成分散性的细小缩孔， 即缩松。
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形成缩松的原因及条件
1、形成缩松基本原因和形成缩孔是相同的： 合金的液态收缩值和凝固收缩值之和大于固 态收缩。 2、形成缩松的条件： 合金的结晶温度范围较宽，倾向于体积凝固 方式。
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三、灰铸铁和球墨铸铁铸件的缩孔和缩松
• 共晶灰铸铁和球墨铸铁有一个共同点， 这就是初生奥氏体枝晶具有很大连成骨 架的能力，使补缩通道受阻。因此，这 两种铸铁都有产生缩松的可能性，但是， 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。
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偏析对铸件的影响
• 微观偏析导致晶粒范围内的化学成分偏差，会引起物 理及化学性能的不同，从而影响铸件的力学性能。 • 而晶界偏析使低熔点共晶集中在晶粒边界，增加热裂 倾向，降低铸件的塑性。 • 宏观偏析的产生，使铸件力学性能和物理性能产生很 大差异，降低铸件的使用寿命。如铅青铜铸件中产生 的密度偏析，使铅的分布不均匀，而使其耐磨性降低。 • 宏观偏析使铸件的抗腐蚀性能下降，使用寿命缩短。 • 偏析也有有利的一面，可利用它来净化和提纯金属。
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• 2、体收缩 金属从液态到常温的体积改变量称为体收 缩。 • 3、线收缩 金属在固态时从高温到常温的线尺寸改变 量称为线收缩。 • 4、收缩率 在实际使用中，通常用相对收缩来表示金 属的收缩特性，把这一相对收缩称为收缩率。
V V (T0 T1 ) 100%
L L (T0 T1 ) 100%
• • • •
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2．同时凝固
• 同时凝固： 采取工艺措施保证铸件结构上各部
分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝 固。 • 在这种凝固条件下，没有补缩通道，无法实 现补缩。但是由于同时凝固时铸件温差小，不容 易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形。
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同时凝固应用
• (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，可采用这一原则。 • (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。 • (3)壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向于同 时凝固，难以补缩，消除缩松困难。 • (4)球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时，必须采 用同时凝固原则。 • (5)对于某些适合采用顺序凝固原则的铸件，如果热裂、 变形成为主要矛盾时，可采用同时凝固原则。
（二）影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素
• 1．铸铁的成分
（1）共晶灰铸铁，随碳当量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨膨 胀量增加，有利于消除缩孔和缩松。 共晶成分灰铸铁是以逐层方式凝固，易形成集中缩孔。但是， 由于共晶转变的石墨化膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液体的收 缩，使铸件中不产生缩孔。 （2）球墨铸铁的碳当量对缩松有很大影响。当铸型刚度足够时，利 用共晶石墨化膨胀作用，产生自补缩效果，可以获得致密的铸件。 （3）球墨铸铁中磷含量、残余镁量及残余稀土量过高，都会增加缩 松倾向。 1 ）磷共晶削弱铸件外壳的强度，使其容易变形，增加缩前 膨胀值，松弛了铸件内部压力。 2 ）形成三元磷共晶时，使碳以碳化物的方式析出，减少石 墨析出，促进二次收缩程度的增加。 3 ）镁及稀土会增大白口倾向，减少石墨析出，石墨膨胀作 用减弱。
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(三)冒口、补贴和冷铁的应用
• 冒口补贴和冷铁的使用，是防止缩孔和缩松最 有效的工艺措施。 冒口一般应设置在铸件厚壁或热节部位。 冒口的大小应保证铸件被补缩部位最后凝固， 并提供足够的金属液用于补缩需要。 冒口与被补缩部位之间必须有补缩通道。 补贴和冷铁通常是配合冒口设置使用的，可以 造成人为的补缩通道及末端区，延长冒口的有效补 缩距离。此外，冷铁还可以加速铸件壁局部热节的 冷却，实现同时凝固原则。
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• 2．铸型刚度 铸铁在共晶转变发生石墨化膨胀时，型壁是 否迁移，是影响缩孔容积的重要因素，铸型刚度 大，缩前膨胀就减小，缩孔容积会相应减小，甚 至不产生缩孔。 铸型刚度依下列次序逐级降低： 金属型 — 覆砂金属型 — 水泥型 — 水玻璃砂型 — 干型—湿型。
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二、防止铸件产生缩孔和缩松的途径
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(四)加压补缩
• 加压补缩是指将铸件放在具有较高压力的 装置中，使其在较高压力下凝固，通过外压来 消除显微缩松，获得致密铸件。
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第十五章
化学成分的不均匀性 第一节 概述
• 一般情况下，铸件凝固之后，从微观晶粒内部到宏观上 各部位，化学成分都是不均匀的，这种现象称为偏析。 • 偏析按其范围大小分为两大类：微观偏析和宏观偏析。 • 微观偏析是指微小范围内的化学成分不均匀现象，一般 在一个晶粒尺寸范围左右。微观偏析按其位置又分为： 胞状偏析、枝晶偏析(晶内偏析)和晶界偏析。 • 宏观偏析是指较大尺寸范围内的化学成分不均匀现象， 又称为区域偏析。按性质不同可以分为：正偏析、逆偏 析、V形偏析和逆V形偏析、带状偏析、密度偏析、区域 偏析、层状偏析等。
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收缩三个阶段
根据上述分析，铸造合金从浇注温度冷却到常温， 一般要经历以下三个收缩阶段： • 1 ．液态收缩：铸造合金从浇注温度冷却到液相线温度 发生的体收缩。 • 2 ．凝固收缩：金属从液相线温度到固相线温度间产生 的体收缩。
对于纯金属和共晶合金，凝固期间的体收缩是由于状态的改 变，与温度无关，具有一定的数值。 对于Bi 、Sb 合金，在凝固过程中体积不但不收缩，反而膨胀， 因此，其凝固收缩率为负值。
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(二)浇注条件
• 采用高温慢浇，能增加铸件纵向温差，有 利于顺序凝固原则。 • 通过多个内浇道低温快浇，则减小纵向温 差，有利于同时凝固原则。 • 一般情况下，冒口在顶部的顶注式，适合 采用高温慢浇工艺，加强顺序凝固；对底注式 浇注系统，采用低温快浇和补浇冒口的方法， 可以减小铸件的逆向温差，实现同时凝固；冒 口设在分型面上，液态金属通过冒口引入内浇 道，采用高温慢浇，有利于补缩，属顺序凝固。
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一、缩孔的形成
纯金属、共晶成分合金和窄结晶温度范围的合金， 按逐层凝固方式凝固，由于其凝固前沿直接与液态金 属接触，当液体金属凝固成固体而发生体积收缩时， 可以不断得到液体的补充，在铸件最后凝固的地方产 生缩孔。
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缩凹的产生
在液态金属中含气量不大的情况下，当液 态金属与顶面层脱离时，液面上部要形成真空。 在大气压力的作用下，顶面固体层可能向缩孔 方向凹进去。因此缩孔应包括外部的缩凹和内 部的缩孔两部分。当铸件顶面薄层强度很大时， 也可能不出现缩凹。
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球墨铸铁的缩前膨胀
•
球墨铸铁在凝固过程中，当石墨球长大到一定程度后， 四周形成奥氏体外壳，碳原子是通过奥氏体外壳扩散到共 晶团中使石墨球长大。 • 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 相邻的共晶团上或奥氏体枝晶上，趋向于把它们挤开。因 此，球墨铸铁的缩前膨胀比灰铸铁大得多。
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片状石墨横向长大的作用
•
被共晶奥氏体包围的片状石墨，由于碳原子的扩 散作用，在横向上也要长大，但是速度很慢。 • 石墨片在横向上长大而产生的膨胀力作用在共晶 奥氏体上，使共晶团膨胀，并传到邻近的共晶团上或 奥氏体枝晶骨架上，使铸件产生缩前膨胀。 • 很显然，这种缩前膨胀会抵消一部分自补缩效果， 但是，由于这种横向的膨胀作用很小而且是逐渐发生 的，同时因灰铸铁在共晶凝固中期，在铸件表面已经 形成硬壳，因此灰铸铁的缩前膨胀一般只有0.1％-0.2 ％左右。 • 所以，灰铸铁件产生缩松的倾向性较小。
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第三节 影响缩孔与缩松的因素及防止措施
一、影响缩孔与缩松的因素 (一)Hale Waihona Puke Baidu响缩孔与缩松大小的因素
• 1．金属的性质：合金的液态收缩系数和凝固收缩率越大，缩 孔及缩松容积越大。合金的固态收缩系数越大，缩孔及缩松容积 越小。 • 2．铸型条件：提高铸型的激冷能力，可以减小缩孔及缩松容 积。铸型激冷能力大，容易造成边浇注边凝固的条件，使金属的 收缩在较大程度上被后注入的金属液补充，使实际发生收缩的液 态金属量减少。 • 3．浇注条件：浇注温度越高，合金的液态收缩越大，缩孔容 积越大；浇注速度越缓慢，浇注时间越长，缩孔容积越小。浇注 条件对缩松的容积影响不大。 • 4．铸件尺寸：铸件壁厚越大，表面层凝固后，内部的金属液 温度越高，液态收缩越大，缩孔及缩松容积增加。
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•
由于按照体积凝固方式凝固，铸件表面在 凝固后期没有形成坚固的外壳，如果铸型刚度 不够，膨胀力将迫使型壁外移。尺寸精度变差。 • 随着石墨球的长大，共晶团之间的间隙逐 步扩大，使得铸件普遍膨胀。共晶团之间的间 隙就是球墨铸铁的显微缩松，并布满铸件整个 断面，所以球墨铸铁铸件产生缩松的倾向性很 大。 • 如果铸件厚大，球墨铸铁铸件这种较大的 缩前膨胀也会导致铸件产生缩孔。 • 如果铸型刚度足够大，石墨化的膨胀力能 够将缩松挤合。在这种情况下，球墨铸铁也可 看作是具有“自补缩”能力。
(一)顺序凝固和同时凝固
• 1 ．顺序凝固：采用各种措 施，保证铸件结构上各部分 按照距冒口的距离由远及近， 朝冒口方向凝固，冒口本身 最后凝固。 铸件按照这一原则进行 凝固，产生最佳的补缩效果 能够使缩孔集中在冒口中， 获得致密铸件。
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顺序凝固优缺点
•
顺序凝固可以充分发挥冒口的补缩作用，防止缩 孔和缩松的形成，获得致密铸件。因此，对凝固收缩 大，结晶温度范围较小的合金如某些类型的铸钢件， 通常采用这一原则。 但是，顺序凝固时，铸件各部分存在温差： （1）在凝固过程中易产生热裂； （2）凝固后容易使铸件产生变形 （3）使用冒口和补贴，会降低工艺出品率。
• 3．固态收缩：金属在固相线以下发生的体收缩。
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第二节 缩孔与缩松的形成机理
1 、缩孔：铸造合金在凝固过程中，由于液态收缩和凝固
收缩的产生，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞， 称为缩孔，把尺寸较大而且集中的孔洞称为集中缩孔， 简称缩孔。 2、缩松：尺寸细小而且分散的孔洞称为分散性缩孔，简 称缩松。 3、对铸件性能的影响 1 ）减少铸件的有效受力面积，在尖角处产生应 力集中，导致裂纹的出现，显著降低其力学性能。 2）降低铸件的气密性，降低其承压能力。
材料成形原理
第十四章 缩孔与缩松
材料成型与控制专业
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第一节
1、收缩
收缩的基本概念
（ 1 ）液态金属在冷却过程中，随着温度下降， 空穴数量减少，原子集团中原子间距缩短，液态金属 的体积减小； （2）液态金属发生凝固时，状态的变化也导致金 属体积显著减小； （3）金属在固态下继续冷却，原子间距还要缩短， 体积会进一步减小。 把铸件在液态、凝固态和固态冷却过程中发生的 体积减小现象称为收缩。
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灰铸铁的“自补缩能力”
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，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 们通过枝晶间通道去充填奥氏 体枝晶间由于液态收缩和凝固 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。这就是灰铸铁的所谓 “自补缩能力”。
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形成缩孔的原因及条件
• 1、基本原因： 合金的液态收缩和凝固收缩值之和 大于固态收缩值。 • 2、条件： 铸件由表及里逐层凝固。
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二、缩松的形成
当某种成分下的合金结晶温度范围较宽 时，通常按体积凝固的方式凝固。凝固区域宽， 晶体容易发展成为树枝发达的粗大等轴晶，当 固相约占70％(体积分数)时，尚未凝固的液体 被分割为一个个互不相通的小熔池。 随温度降低，同样要发生液态收缩、凝 固收缩和固态收缩，由于合金的液态收缩和凝 固收缩大于固态收缩，出现的细小孔洞得不到 外部合金液的补充而形成分散性的细小缩孔， 即缩松。
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形成缩松的原因及条件
1、形成缩松基本原因和形成缩孔是相同的： 合金的液态收缩值和凝固收缩值之和大于固 态收缩。 2、形成缩松的条件： 合金的结晶温度范围较宽，倾向于体积凝固 方式。
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三、灰铸铁和球墨铸铁铸件的缩孔和缩松
• 共晶灰铸铁和球墨铸铁有一个共同点， 这就是初生奥氏体枝晶具有很大连成骨 架的能力，使补缩通道受阻。因此，这 两种铸铁都有产生缩松的可能性，但是， 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。
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偏析对铸件的影响
• 微观偏析导致晶粒范围内的化学成分偏差，会引起物 理及化学性能的不同，从而影响铸件的力学性能。 • 而晶界偏析使低熔点共晶集中在晶粒边界，增加热裂 倾向，降低铸件的塑性。 • 宏观偏析的产生，使铸件力学性能和物理性能产生很 大差异，降低铸件的使用寿命。如铅青铜铸件中产生 的密度偏析，使铅的分布不均匀，而使其耐磨性降低。 • 宏观偏析使铸件的抗腐蚀性能下降，使用寿命缩短。 • 偏析也有有利的一面，可利用它来净化和提纯金属。
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• 2、体收缩 金属从液态到常温的体积改变量称为体收 缩。 • 3、线收缩 金属在固态时从高温到常温的线尺寸改变 量称为线收缩。 • 4、收缩率 在实际使用中，通常用相对收缩来表示金 属的收缩特性，把这一相对收缩称为收缩率。
V V (T0 T1 ) 100%
L L (T0 T1 ) 100%
• • • •
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2．同时凝固
• 同时凝固： 采取工艺措施保证铸件结构上各部
分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝 固。 • 在这种凝固条件下，没有补缩通道，无法实 现补缩。但是由于同时凝固时铸件温差小，不容 易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形。
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同时凝固应用
• (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，可采用这一原则。 • (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。 • (3)壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向于同 时凝固，难以补缩，消除缩松困难。 • (4)球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时，必须采 用同时凝固原则。 • (5)对于某些适合采用顺序凝固原则的铸件，如果热裂、 变形成为主要矛盾时，可采用同时凝固原则。