第2章 材料的液态成形,思考题
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铸造（Casting）是指将熔融态的金属（或合金）浇注于特定型腔 的铸型中凝固成形的金属材料成形方法。
优点：适应性强，工艺灵活性大；铸件大小不受限制；铸件精度较高；成本低廉。 铸件的形状、尺寸与零件很接近，因而减少了切削加工的工作量，可节省大量金
属材料。对原料要求不高，铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备 费用较低。 缺点：零件质量不稳定，生产过程劳动强度大、条件差、生产率低。铸造组织的 晶粒比较粗大，内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷，因由铸件的 力学性能一般不如锻件，多用于受力不大的场合。铸造生产过程较为复杂， 生产工序繁多，工艺过程较难控制，致使铸件的废品率较高。 适用范围：铸造的适用性很广。可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯， 如箱体、气缸体等。工业中常用的金属材料，如碳素钢、合金钢、铸铁、青 铜、黄铜、铝台金等，都可用于铸造。铸件可轻仅几克，重至数百吨，壁厚 可由lmm到lm左右。在大件生产中，铸造的优越性尤为显著。
铸件壁厚>最小允许壁厚 ➢ 铸件的复杂程度
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3、提高充型能力的措施
➢正确选择合金的成分和采用合理的熔炼工艺 ➢调整铸型的性质 ➢改善浇注条件 ➢合理设计铸件结构
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4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？
1、液态金属的充型能力 是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。 2、收缩性 一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段。分别为液态 收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔 大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际 生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 3、吸气性 以铝合金为例，铝合金易吸收气体，吸气性是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝 合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所 致。 4、成分偏析倾向性 铸件内部化学成分不均匀的析出现象，称为偏析。成分偏析会降低铸件的 力学性能、耐腐蚀性能、热裂和疲劳性能等。
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6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是 什么？
▪ 液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位 出现大而集中的孔洞，称为缩孔；细小而分散的孔洞则称为缩松。
缩孔： 形成的基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件由表及里逐层凝固。 产生的基本原因是金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。
的凝固形式？
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▪ 6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和 原因是什么？
▪ 7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影 响的基本规律。
▪ 8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何 影响？
▪ 9、试述铸件产生变形和开裂的原因及其防止 措施。
▪ 10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质 量有何影响？如何消除？
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发展方向： (1) 提高尺寸精度和表面质量； (2) 先进的造型技术及自动化生产线； (3) 高效、节能，减少污染； (4) 降低成本，改善劳动条件。
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二、金属的铸造性能主要包括哪些？
▪金属的铸造性能是指金属在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力。
主要包括金属的充型能力、收缩特性、吸气性以及成分偏析倾 向性等性能。
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三、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高 充型能力？
影响液态金属充型能力的因素 1、金属的流动性：液态金属本身的流动能力，流动性好的合金：易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件；
有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；易于补缩及热裂纹的弥合。 2、铸型的性质 ➢ 铸型的蓄热系数 ➢ 铸型的温度 ➢ 铸型的表面状态和铸型中的气体 3、浇注条件 ➢ 浇注温度 ➢ 充型压头 ➢ 浇注系统的结构 4、铸件结构 ➢ 铸件的折算厚度
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第二章 材料的液态成形技术
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▪ 1、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发 展方向？
▪ 2、金属的铸造性能主要包括哪些？ ▪ 3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如
何提高充型能力？ ▪ 4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因
素？ ▪ 5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件
▪ 凝固方式
依据凝固区的宽窄分为逐层凝固、糊状凝固、中间凝固。 1)逐层凝固方式:固液两相区很窄； 2)糊状凝固方式：在凝固过程中，整个断面处于固液两相区，或固液两相区很宽； 3)中间凝固方式：固液两相区宽度介于两者之间。
影响铸件凝固方式的主要因素： （1）合金的结晶温度范围，合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固。 （2）铸件的温度梯度：在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决与铸件内外
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▪ 11、常用的造型材料有哪些？对其性能有何 要求？
▪ 12、什么是冒口？其作用和设计原则？ ▪ 13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特
点？ ▪ 14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特
点？ ▪ 15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何
特点？源自文库
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一、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发 展方向？
层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝固区由宽变窄。
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5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固 形式？
▪ 一般纯金属倾向于逐层凝固，同时常见合金如灰铸铁、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。
▪ 可以改变 果改变结晶时的温度梯度，其凝 固方式也可以改变。
缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域。 缩松： 形成的基本原因是金属的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。 形成的基本条件是金属的结晶温度范围较宽，呈糊状凝固。
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7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基 本规律。
优点：适应性强，工艺灵活性大；铸件大小不受限制；铸件精度较高；成本低廉。 铸件的形状、尺寸与零件很接近，因而减少了切削加工的工作量，可节省大量金
属材料。对原料要求不高，铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备 费用较低。 缺点：零件质量不稳定，生产过程劳动强度大、条件差、生产率低。铸造组织的 晶粒比较粗大，内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷，因由铸件的 力学性能一般不如锻件，多用于受力不大的场合。铸造生产过程较为复杂， 生产工序繁多，工艺过程较难控制，致使铸件的废品率较高。 适用范围：铸造的适用性很广。可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯， 如箱体、气缸体等。工业中常用的金属材料，如碳素钢、合金钢、铸铁、青 铜、黄铜、铝台金等，都可用于铸造。铸件可轻仅几克，重至数百吨，壁厚 可由lmm到lm左右。在大件生产中，铸造的优越性尤为显著。
铸件壁厚>最小允许壁厚 ➢ 铸件的复杂程度
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3、提高充型能力的措施
➢正确选择合金的成分和采用合理的熔炼工艺 ➢调整铸型的性质 ➢改善浇注条件 ➢合理设计铸件结构
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4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？
1、液态金属的充型能力 是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。 2、收缩性 一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段。分别为液态 收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔 大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际 生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 3、吸气性 以铝合金为例，铝合金易吸收气体，吸气性是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝 合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所 致。 4、成分偏析倾向性 铸件内部化学成分不均匀的析出现象，称为偏析。成分偏析会降低铸件的 力学性能、耐腐蚀性能、热裂和疲劳性能等。
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6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是 什么？
▪ 液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位 出现大而集中的孔洞，称为缩孔；细小而分散的孔洞则称为缩松。
缩孔： 形成的基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件由表及里逐层凝固。 产生的基本原因是金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。
的凝固形式？
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▪ 6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和 原因是什么？
▪ 7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影 响的基本规律。
▪ 8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何 影响？
▪ 9、试述铸件产生变形和开裂的原因及其防止 措施。
▪ 10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质 量有何影响？如何消除？
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发展方向： (1) 提高尺寸精度和表面质量； (2) 先进的造型技术及自动化生产线； (3) 高效、节能，减少污染； (4) 降低成本，改善劳动条件。
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二、金属的铸造性能主要包括哪些？
▪金属的铸造性能是指金属在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力。
主要包括金属的充型能力、收缩特性、吸气性以及成分偏析倾 向性等性能。
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三、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高 充型能力？
影响液态金属充型能力的因素 1、金属的流动性：液态金属本身的流动能力，流动性好的合金：易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件；
有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；易于补缩及热裂纹的弥合。 2、铸型的性质 ➢ 铸型的蓄热系数 ➢ 铸型的温度 ➢ 铸型的表面状态和铸型中的气体 3、浇注条件 ➢ 浇注温度 ➢ 充型压头 ➢ 浇注系统的结构 4、铸件结构 ➢ 铸件的折算厚度
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第二章 材料的液态成形技术
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▪ 1、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发 展方向？
▪ 2、金属的铸造性能主要包括哪些？ ▪ 3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如
何提高充型能力？ ▪ 4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因
素？ ▪ 5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件
▪ 凝固方式
依据凝固区的宽窄分为逐层凝固、糊状凝固、中间凝固。 1)逐层凝固方式:固液两相区很窄； 2)糊状凝固方式：在凝固过程中，整个断面处于固液两相区，或固液两相区很宽； 3)中间凝固方式：固液两相区宽度介于两者之间。
影响铸件凝固方式的主要因素： （1）合金的结晶温度范围，合金的结晶温度范围愈小，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固。 （2）铸件的温度梯度：在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决与铸件内外
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▪ 11、常用的造型材料有哪些？对其性能有何 要求？
▪ 12、什么是冒口？其作用和设计原则？ ▪ 13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特
点？ ▪ 14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特
点？ ▪ 15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何
特点？源自文库
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一、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发 展方向？
层之间的温度差。若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其对应的凝固区由宽变窄。
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5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固 形式？
▪ 一般纯金属倾向于逐层凝固，同时常见合金如灰铸铁、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。
▪ 可以改变 果改变结晶时的温度梯度，其凝 固方式也可以改变。
缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域。 缩松： 形成的基本原因是金属的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。 形成的基本条件是金属的结晶温度范围较宽，呈糊状凝固。
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7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基 本规律。