铸造知识点

1．铸造的概念及特点

铸造是液态金属成形的一种方法，其过程是指将金属熔化后，浇注到型腔内，冷却、凝固后形成具有型腔形状的金属制品。

特点：适用范围广、可制造各种合金铸件、成本低廉

2. 铸造的发展趋势

铸件的特大型化、轻量化、精确化，数字化、网络化、清洁化铸造

3. 充型能力概念及影响因素？如何提高薄壁铸件的充型能力

充型能力是指液态金属流经浇注系统并充满铸型型腔的全部空间，形成轮廓清晰，形状完整的铸件的能力。

金属性质方面：合金成分、结晶潜热、液态金属比热容和导热系数、液态金属黏度和导热系数

铸型性质方面：铸型的蓄热系数、铸型温度、铸型中的气体

浇注条件方面：浇注温度、充型压头、浇注系统结构

铸件结构方面：铸件的折算厚度、铸件的复杂程度

提高铸型温度，利用涂料增加铸型的热阻，提高铸型的排气能力，减小铸型在金属充填期间的发气速度。

提高浇注温度、提高充型压头、简化浇注系统、增大浇口面积。

4. 凝固、结晶的概念

凝固：金属或合金在铸件中由液态转变为固态的过程。凝固是从传热学观点出发，研究铸件与铸型的传热过程、铸件断面上凝固区域大小、凝固方式与铸件质量的关系以及铸件的凝固时间等。

结晶：铸件凝固后一般得到晶体组织，因而凝固又称结晶。结晶主要是从热力学和动力学观点出发，研究液态金属中晶体的形核、生长、组织规律等。

5. 温度场影响因素？如何提高温度梯度？

金属性质：热扩散率、结晶潜热、凝固温度（正）

铸型性质：蓄热系数（正）、预热温度

浇注条件：只对砂型有影响

铸件结构：铸件壁厚、铸件形状

6. 凝固方式及影响因素

7. 典型铸态组织？组织与性能的关系？

三晶区组织、全柱状晶组织、全等轴晶组织

柱状晶：组织致密，不容易形成缩松和晶间夹杂。但纵向性能与横向性能有明显的差别，由于不存在横向结晶，可用于改善导磁性，且单向力学性能好。

等轴晶：性能均匀稳定，但组织不够致密，可细化晶粒克服。

8. 偏析概念及成因？

铸件中不同部位乃至晶粒内部，产生化学成分不均匀的现象称为偏析。

微观偏析起因于合金结晶过程中的溶质再分配。包括晶内偏析和晶界偏析

宏观偏析是大范围内的化学成分不均匀现象，包括正常、反常、重力偏析

9. 气孔及夹杂种类？如何去除？

气孔：侵入性、析出性、反应性气孔

夹杂物：外生、内生，浇注完毕前、凝固过程中，氧化物系、硫化物系

吸附净化法：浮游法、熔剂法、过滤法

非吸附净化法：真空净化法、超声波处理法

化学法

10. 收缩及收缩阻力

当固态相变时，因相变前后结构差异，体积便会发生相应的缩小或胀大，但不会改变铸件形成过程收缩的总趋势。

摩擦阻力、热阻力、机械阻力

11. 缩孔及缩松概念及成因

铸件形成后，在最后凝固部位由于收缩而出现的集中孔洞称为缩孔，分散而细小的孔洞称为缩松。

缩孔：一是合金的液态收缩与凝固收缩之和大于其固态收缩，二是铸件采取逐层凝固方式缩松：一是合金的液态收缩与凝固收缩之和大于其固态收缩，二是铸件采取体积凝固方式

12. 热裂、应力、变形和冷裂概念及成因。如何去除？

热裂：铸件处于高温状态时形成的裂缝类缺陷。尽量选用凝固温度范围小的合金，控制铸件结晶过程使初晶细化，减少气体和夹杂物，改善砂型和砂芯的溃散性，改进浇注系统。应力、变形和冷冽：铸件在凝固完成后的冷却过程中将继续收缩，尺寸变化如果受到阻碍不能自由进行时，将会产生。若总应力超过屈服极限，将产生变形。若超过弹性极限，将产生冷冽。减小铸造应力可消除。

应力的消除：使铸件冷却均匀，减小各部分温度差，改善铸型及型芯退让性，减少铸件收缩时的阻力。

残余应力的消除：自然时效、热处理时效、振动时效

13. 变质、孕育概念？

孕育处理是指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，达到细化晶粒的目的。习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理；向有色合金中则称变质处理。从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处理则是改变晶体的生长机理，从而影响晶体形貌。

14. 双炉联熔

冲天炉与感应电炉双联熔炼方式旨在进一步提高冲天炉铁液温度，调整铁液化学成分。是以较低的能量耗费，获得高温优质铁液的方法。

15. 钢与铁的比较

力学性能较高、具有焊接性、熔炼成本较高、造型材料成本较高、铸件成品率较低

16. 牌号及相关组织、热处理工艺

ZG200-400 屈服强度200MPa 抗拉强度4000MPa

粒状组织：只有在碳含量低，而且壁又较厚的钢铸件中得到。对于钢的力学性能最有利

魏氏组织：出现在中等碳含量，特别是较薄的铸件中

网状组织：铁素体在原奥氏体的晶界处析出

退火：将铸件加热至奥氏体区温度并保温一段时间，然后随炉冷却。珠光体转变为奥氏体+(30-50)℃，用于结构复杂的高含碳量铸钢件。

Ac

3

正火：保温一段时间后，空冷至常温。韧性比退火好。普遍用于铸钢

+(30-50)℃+（500-650）℃片状索氏体变为粒状索氏体，性能提高。

正火+回火：Ac

3

热处理：改善组织结构性能

17. 影响钢的性能因素

化学成分、气体和非金属夹杂物、铸件壁厚

气体、夹杂物越多，流动性越差

脱碳处理越好、清理越彻底，流动性越好

18. 常见元素及合金元素及其作用

ZG25Mn 加合金元素锰，钢的含碳量公称值为万分之25

铁素体：在钢的基体中造成高应力状态，而使其强化

珠光体：细化珠光体，提高钢的强度

奥氏体：细化晶粒，保持细晶粒组织

19. 碱性电弧炉氧化法炼钢工艺

扒补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期、出钢浇注

20. 湿型砂特点及组成

砂型无需烘干，不存在硬化过程。

优点：成本低。生产率高，易于实现机械化和自动化

缺点：会产生结疤、气孔等缺陷

影响：水分、透气性、强度、紧实率、流动性等

组成：原砂、黏土、附加物、水按一定配比组成

21. 黏土黏结机理

黏土在水中形成的黏土-水体系是胶体，带负电的黏土颗粒将极性水分子吸引在自己的周围，形成胶团的水化膜，依靠黏土颗粒间的公共水化膜，通过其中的水化阳离子所引起的桥或键的作用，使黏土颗粒相互结合起来。