铸件的凝固方式
铸造-习题
16．大量生产铝合金照相机壳，应采用的制造方法是（ ）
A.金属型铸造成形 B.压力铸造成形
C.冲压拉深成形 D.冲压焊接成形
17．生产内腔形状复杂的钢件，毛坯的加工方法用 （ ）
A.焊接 B.铸造 C.锻造 D.冲压
18．为了提高铸铁件的强度，在不改变壁厚的情况下，常采用的
措施是 （ ）
A.增设拔模斜度
大批量生产下图所示灰铸铁零件铸造毛坯要求不使用型芯和活块采用两箱造型请修改此零件结构设计中的不合理之处并重新画出修改后的零件图标出分型面和浇注位置
一 、填空题
1．合金流动性差，浇注时铸件容易产生（ ）和（ ）的缺陷。 2．在铸件的凝固过程中，铸件的凝固方式有（ ）和中间凝固 以及（ ）三种方式。 3．液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所减的容 积得不到补足，则在铸件最后凝固的部位形成一些空洞。按照空 洞的大小和分布，可将其分为（ ）和（ ）两类。 4．要使缩孔进入冒口，就要实现（ ）凝固的原则，使冒口 （ ）凝固。 5．铸件热裂的特征是裂纹短，缝隙宽，形状（ ），缝内呈 （ ）色。 6．铸件由于壁厚不同，冷却速度不同，收缩不同，所以容易产 生内应力，通常室温下厚壁受（ ）应力，而薄壁受（ ）应力。
四、简答题
1.下列铸件的结构工艺性是 否合理？若不合理，请说明 理由，并在原图上进行修改 或另画出合理图形。
2.如图所示轧钢机导 轮铸钢零件，铸造中 出现缩孔，试分析原 因；并说明采取的防 止措施。
3.大批量生产下图所示灰铸铁零件，铸造毛坯要求不使用型芯 和活块，采用两箱造型，请修改此零件结构设计中的不合理之 处，并重新画出修改后的零件图，标出分型面和浇注位置。
7．由于合金的液态收缩和凝固收缩，易使铸件产生（ ） 缺陷，防止此缺陷的工艺方法是实现（ ）凝固。 8．影响铸铁石墨化的因素是：（ ）和（ ）。 9．灰口铸铁和可锻铸铁以及球墨铸铁三种铸铁在强度 相同的前提下，塑性和韧性最好的是（ ）铸铁，次之 是可锻铸铁，最差的是（ ）铸铁。 10．可锻铸铁的制取方法是，先浇注成（ ）铸铁件， 然后进行长时间的（ ）。 11．KTH300—06是（ ）铸铁，其石墨形态为（ ）。 12．QT400—17是（）铸铁，其石墨形态为球状， “400”表示最低抗拉强度为400MPa,“17”表示 （ ）。
哈工程材料成型模拟试题
哈工程材料成型模拟试题哈工程材料成型试题一、填空（满分10分，每空0.5分）1. 铸件的凝固方式包括_________、__________和中间凝固方式。
2. 液态合金从浇注温度冷却到室温形成铸件，经历了三个收缩阶段，即__________、凝固收缩和__________。
3. 铸件冷凝时，如果合金的液态收缩和凝固得不到液态合金的补充，就会在最后凝固的部位形成__________或__________缺陷。
4. __________的作用是形成铸件的内腔、孔以及铸件外形不易起模的部位；__________的主要作用是为实现顺序凝固，一般安放在铸件的厚大部位，以提供补缩金属液，在铸件清理时将被去除。
5. 锻件必须有合理的锻造流线分布，应使流线与零件服役时的最大正应力方向________，与切应力或冲击力方向________。
并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相符合而不被切断。
6.冷变形的金属经过再结晶，金属的强度、硬度________，塑性、韧性________，内应力和加工硬化现象完全消除。
7. 自由锻基本工序包括__________、__________、冲孔、弯曲、扭转、错移和切割等。
8. 在低碳钢焊接接头的热影响区中，力学性能最好的区域是__________。
9. 埋弧焊时所需要的焊接材料是__________和__________，手弧焊所需要的焊接材料是__________。
10. 焊接时开坡口的目的是为了使厚度较大的焊件能够__________，同时具有__________作用。
二、单项选择填空（满分5分，每题1分）1. 下面的叙述正确的是：（）①顺序凝固有利于防止铸造应力的产生②同时凝固有利于防止缩孔的产生③铸造时浇注温度越高越好④铸铁的铸造性能比铸钢好2. 钢套镶铜轴承是一个双金属结构件，能够方便的铸造出该件的铸造方法是：（）①金属型重力铸造②熔模铸造③离心铸造④低压铸造3. 下面的描述正确的是：（）①压应力会降低金属的塑性②拉应力会提高金属的变形抗力③模锻时，锻模的设计和加工制造应以冷锻件图为依据④摆动碾压因为属于局部塑性成形能够降低设备吨位4. 下面属于压焊的是：（）①电渣焊②缝焊③氩弧焊④埋弧焊5. 下面的叙述正确的是：（）①铸件的热应力分布规律是心部拉应力，表层为压应力②拉拔变形区处于三向拉应力状态③钎焊时熔化的母材金属与熔化的钎料发生了原子结合④含碳量越高，钢的焊接性越好三、多项选择题（满分10分，每题2分。
铸件产生缩松的原因
铸件产生缩松的原因一、合金凝固特性方面1. 糊状凝固方式•许多铸造合金在凝固过程中呈现糊状凝固方式。
例如，一些铝合金，像ZL101等。
在凝固时，初生相以枝晶形式生长，并且枝晶间存在大量的液相。
由于这种凝固方式下，液固共存区比较宽，在最后凝固的枝晶间区域，补缩通道容易被较早凝固的枝晶阻塞。
液态金属难以补充到这些区域，从而形成缩松。
就好像在一个交通堵塞的城市道路网络中，救援物资（液态金属）难以到达需要的地方（最后凝固的枝晶间）。
2. 凝固收缩率•合金的凝固收缩率较大时容易产生缩松。
以灰铸铁和球墨铸铁为例，球墨铸铁的凝固收缩率比灰铸铁大。
球墨铸铁在凝固过程中，由于石墨球的生长方式与灰铸铁中的片状石墨不同，它会造成更大的体积收缩。
如果铸型的补缩能力不足，就会在铸件内部形成缩松。
一般灰铸铁的凝固收缩率约为1%• 3%，而球墨铸铁可达3%• 6%。
二、浇注系统与冒口设计方面1. 浇注系统不合理•浇注系统的设计如果不能保证液态金属平稳地充满铸型型腔，就可能导致缩松。
例如，当浇注速度过快时，液态金属会产生紊流。
这会卷入气体，使铸件内部产生气孔等缺陷，同时也会影响液态金属的补缩。
像在一些薄壁铸件的浇注中，如果浇注系统不能实现层流浇注，薄壁处的液态金属可能先凝固，阻碍后续液态金属的补缩，从而产生缩松。
2. 冒口设置不当•冒口的作用是对铸件进行补缩。
如果冒口的尺寸过小，其储存的液态金属量不足以补偿铸件的凝固收缩。
比如对于一个较大的铸钢件，如果冒口的体积仅按照小型铸铁件的经验来设计，在铸钢件凝固过程中，冒口内的液态金属很快就会凝固，无法对铸件内部进行有效的补缩，进而产生缩松。
另外，冒口的位置如果不合理，远离铸件最后凝固的部位，也不能很好地发挥补缩作用。
三、铸型方面1. 铸型的透气性差•当铸型的透气性不好时，在铸件凝固过程中，型腔内的气体不能顺利排出。
例如，用湿砂型铸造一些大型铸件时，如果型砂的紧实度过高，透气性就会降低。
铸件的三种凝固方式
铸件的三种凝固方式铸件的凝固方式啊，那可真是有趣得很呢！咱先来说说逐层凝固吧。
这就好比是盖房子，一层一层地往上盖，整整齐齐，规规矩矩。
铸件从表面开始，慢慢地向里凝固，就像砌墙一样，一块砖一块砖地垒起来。
这样凝固出来的铸件啊，质地比较均匀，性能也相对稳定呢！你想想看，要是盖房子盖得乱七八糟的，那能住得安心吗？同理，铸件要是不能好好地逐层凝固，那质量能好到哪里去呢？再说说糊状凝固。
哎呀呀，这就有点像摊煎饼啦！一下子倒下去一大摊面糊，然后等着它慢慢凝固。
这时候啊，整个铸件的凝固区域和液相区域是混杂在一起的，就像那还没完全摊匀的煎饼糊。
这样的凝固方式呢，虽然没有那么整齐有序，但也有它的好处呀。
它可以适应一些比较复杂的形状，就像煎饼可以摊成各种奇奇怪怪的形状一样。
还有中间凝固呢。
这就像是走在一条中间道路上，既不是完全的逐层凝固，也不是彻底的糊状凝固。
它有点综合了两者的特点，既有一定的顺序，又不是那么死板。
这种凝固方式就像是个“中庸之道”的践行者，不偏不倚，恰到好处。
你说这三种凝固方式是不是各有各的特点，各有各的用处呢？就像我们人一样，每个人都有自己独特的性格和能力，都能在不同的地方发挥作用。
铸件的凝固方式也是如此呀，在不同的情况下，我们需要选择合适的凝固方式，才能制造出高质量的铸件。
比如说，要是我们需要制造一个对精度要求很高的零件，那是不是就得选择逐层凝固呢？这样才能保证它的质地均匀，尺寸精确呀。
要是要做一个形状很奇特的铸件，那可能糊状凝固就更合适啦，能让它更好地适应复杂的形状。
而中间凝固呢，就像是个多面手，在很多情况下都能派上用场。
所以啊，我们可不能小瞧了这小小的铸件凝固方式。
它们就像是铸造世界里的魔法，能让一块块普通的金属变成各种各样有用的东西。
我们得好好了解它们，掌握它们的特点和规律，才能让它们为我们服务呀！这可不是开玩笑的，要是弄错了凝固方式，那可就麻烦大啦！铸件的质量可就没法保证了，说不定还会出现各种问题呢！总之呢，铸件的三种凝固方式就像是三把钥匙，能打开不同的铸造之门。
制造过程与工程-习题
制造过程与工程-习题机械制造基础习题一、铸造（作业）：1.浇注温度可以提高合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？浇注温度越高，合金粘度越低，保持液态时间越长，流动性越好，充型能力越强。
但温度过高导致大的吸气量和大收缩率，易产生铸造缺陷。
所以浇注温度在保持充型能力的前提下温度尽量的低。
生产中薄壁件应采用较高温度，厚壁件应采用较低温度。
2.缩孔与缩松对铸件的质量有何影响？为何缩孔比缩松容易防止？凝固结束后在铸件某些部位出现的孔洞，大而集中的孔洞叫做缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。
缩孔和缩松可使铸件力学性能大大降低，以致成为废品。
缩孔产生的基本原因是合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。
且得不到补偿。
缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域。
缩孔可采用顺序凝固方式，并增加冒口的方式来防止。
缩松形成的基本原因是被树枝状的晶体分隔开的小液体区域得不到补充。
主要出现在糊状凝固的合金中，或断面较大的铸件壁中。
缩松形成原因和缩孔不一样，且面积较大，一般采用顺序凝固方式，并增加冒口的方式来防止。
3.铸件的凝固方式有哪些？哪些合金倾向于逐层凝固？铸件凝固的方式有：逐层凝固、糊状凝固和中间凝固。
结晶温度范围越小，凝固的区域越窄，越倾向于逐层凝固。
低碳钢，近共晶成分铸铁更趋向于逐层凝固。
4.消失模铸造的基本工艺过程与熔模铸造有何不同？消失模铸造用泡沫塑料制成的模样制造铸型，模样并不取出，浇注时模样气化消失而获得铸件的方法。
其主要工艺过程包括：1）制造模样；2）挂涂料；3）干沙造型；4）浇注和落沙清理。
熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模样表面包裹若干层耐火材料制成型壳，再将模样融化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后填沙浇注的铸造方法。
其主要工艺包括：1）蜡模制造；2）蜡模组合；3）型壳制造（脱蜡）；4）填沙浇注及落沙清理。
5.什么是铸造工艺图？它包括哪些内容？铸造工艺图是用各种符号及参数表达出铸造工艺方案的图形，包括的内容有：浇注位置，分型面，型芯数量，形状，尺寸，加工余量，收缩率，浇注系统等。
铸造考试题
铸造考试题一、填空题1.常用的特种铸造方法有（熔模铸造），（金属型铸造）、（压力铸造），（低压铸造）和（离心铸造）。
2.铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）三种凝固方式。
纯金属和共晶成分的合金易按（逐层凝固）方式凝固。
3.铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（固态收缩）收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。
4.铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高，流动性差）和（收缩大）。
5.影响合金流动性的主要因素是（液态合金的化学成分）。
6.铸造生产的优点是（成形方便）、（适应性强）和（成本较低）。
缺点是（铸件力学性能较低）、（铸件质量不够稳定）和（废品率高）。
7、铸造工艺方案设计的内容主要有：（造型、造芯方法)(铸型种类选择)（浇注位置的确定）（分型面的确定）等。
8、目前铸造方法的种类繁多，按生产方法可分为（砂型铸造），（特种铸造)两大类。
；9、铸件的内壁应（薄）外壁。
10、分型选择时，应尽可能使铸件全部或大部置于（同一半铸型）内。
11、确定浇注位置时，重要部位应该向（下）12、浇注系统按位置分类，主要分为（底）注式，（顶）注入式（中间）注入式三种形式。
13、按冒口在铸件位置上分类，主要分为（顶）冒口与（侧）冒口之分。
14、确定砂芯基本原则之一，砂芯应保证铸件（内腔）尺寸精度。
15、封闭式浇注系统，内浇口应置于横浇口（下）部。
16、开放式浇注系统，内浇口应置于横浇口（上）端。
17、根据原砂的基本组成，铸造原砂可分为（石英砂）和（非石英砂或特种砂）两类。
18、镁砂是菱镁矿高温锻烧冉经破碎分选得到的，主要成分是（氧化镁mgo）。
《19、铬铁矿砂是将铬铁矿破碎得到的砂粒，主要矿物有铬铁矿、镁铬铁矿和铝镁铬!矿，因此也决定了它的主要化学成分是（cr2o3 ）。
20、蒙脱石和高岭石结构中有两个基本结构单位，即（硅氧四面体）和（铝氧八面体）。
铸件凝固的方式
铸件凝固的方式
铸件凝固的方式取决于铸造过程中的外界温度和冷却方式。
以下是几种常见的铸件凝固方式：
1. 冷却壁式凝固：铸件在凝固过程中被包裹在一个冷却壁内，冷却壁通过水或空气使铸件快速冷却并凝固。
2. 自由凝固：铸件在室温下自由凝固，没有外界冷却力。
3. 水冷凝固：铸件在凝固过程中被浸泡在水中，水的高热容和高传热性能使铸件快速冷却并凝固。
4. 气冷凝固：铸件在凝固过程中通过外部通风或使用风扇进行快速冷却和凝固。
5. 模具凝固：铸件在模具中凝固。
模具的材质和几何形状可以影响铸件的凝固方式。
铸件的凝固方式
铸件凝固方式可分为三种——
1.逐层凝固
2.体积凝固（糊状凝固）
3.中间凝固
1、属于逐层凝固的合金补缩性较好，不易产生热裂，易获得组织致密的铸件。
属于逐层凝固的合金有灰铸铁、低碳钢、工业用铜、工业用铝、铝硅合金、铝铁青铜和某些结晶温度范围小的黄铜等。
2、属于体积凝固的合金有球墨铸铁，高碳钢、锡青铜、铝铜合金、铝镁合金、镁合金、铅青铜和某些黄铜等。
通常认为体积凝固的合金补缩性较差，易产生热裂，难以获得组织致密的铸件。
3、如果合金的结晶温度范围较窄，或铸件截面温差较大，铸件截面上凝固区域宽度介于逐层凝固和体积凝固之间时，则属于中间凝固方式。
属于中间凝固的合金有碳钢、高锰钢、白口铁、呈中间凝固方式的铸件其补缩性，热裂倾向和流动性都介于以上两种凝固方式之间。
作业简答——精选推荐
作业简答1.铸件凝固⽅式依照什么来划分？哪些合⾦倾向于逐层凝固？在铸件化学成分已定的前提下铸件的凝固⽅式是否还能加以改变。
通常根据液固两相区的宽窄将铸件的凝固⽅式划分为逐层凝固⽅式，糊状凝固⽅式和中间凝固⽅式。
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。
2.铸件合⾦的收缩可分为哪三个阶段？缩孔缩松铸造应⼒及铸件变形各在哪个收缩阶段内形成？他们对铸件的质量各有何影响？①液态收缩：⾦属在液态时由于温度的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③固态收缩：⾦属在固态由于温度降低⽽发⽣的体积收缩（铸件变形）缩孔和缩松在液态凝固阶段形成危害：缩孔和缩松的形成，降低了铸件的⼒学性能和⽓密性，严重时可能使铸件成为废品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铸造应⼒是使铸件产⽣变形和裂纹的主要原因，它降低铸件的使⽤性能，严重影响铸件的质量3.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采⽤什么措施来实现？它们各适⽤于哪些场合？定向凝固是使铸件按规定的⽅向从⼀部分到另⼀部分逐渐凝固的过程。
实现定向凝固的措施是：设置冒⼝；合理使⽤冷铁。
它⼴泛应⽤于收缩⼤或壁厚差较⼤的易产⽣缩孔的铸件，如铸钢、⾼强度铸铁和可锻铸铁等。
同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚⾄是同时完成凝固过程。
实现同时凝固的措施是，将浇⼝开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。
适⽤于凝固温度范围宽的合⾦且⽓密性要求不⾼的铸件4试分析图所⽰铸件热应⼒的形成过程，说出上下两部分的应⼒性质，并⽤虚线表⽰出铸件可能的变形⽅向结构不对称、壁厚不均匀、冷却速度不⼀致，在厚壁的部分受拉应⼒，薄的部分受压应⼒。
5铸造时，⾦属凝固温度范围的宽窄对铸件质量有何影响？为什么？⾦属凝固温度范围的宽窄表⽰的是⾦属处于结晶过程中时，其固液两相共存的温度范围。
铸件凝固方式和砂型铸造方法
工程技术铸件凝固方式和砂型铸造方法刘鹏飞(双鸭山市大地城市建设开发筹建有限公司，黑龙江双鸭山155100)“d|?r【摘要】由于金高铸造是由液态凝结成固态的过强。
因此，具有成形方便甚适应性强、成本较低、成形的组织性能较差等特点。
铸件的凝‘j ．固方式可分为逐层凝固、糊状凝固和中闻凝固三种方式。
砂型铸造包括砂型铸造的工艺过程。
造型材料。
；i鹾键词]铸件；凝固方式；砂型铸造；方法，∥．将熔化后的金属液浇注到铸型中，待其凝固、冷却后，获得一定出的第一批晶粒即襁周围剩余的液体合金所包围，晶体生长在各个方向形状的零件或零件毛坯的成形方法，称为金属液态成形或铸造。
铸造在上比较均匀；温度继簇下降，新形成的另一批晶粒又被液体合金包围，机械制造中的应用十分广泛。
在普通机床中，铸件占总量的600／o这使小晶粒充斥整个断面，固液交错，最终在铸件整个断面上生成粗大一80％；在重型机械、矿山初械中，镑件占80％以上。
因此，应认真研的等轴晶：尚未凝固的液体合金。
则被众多的等轴晶封闭。
究铸造的工艺理论基础，各种铸造方法特别是砂型铸造的工艺要点等。
23中间凝固1铸造的特点与分类中碳钢、白口铁以及部分特种黄铜等，倾向于中间凝固方式。
它1．1铸造的特点介于逐层凝固和糕附i凝固之间，既有柱状晶又有等轴晶。
合金铸件的凝由于金属铸造是由液态凝结成固态的过程，因此，具有以下特点。
固区不是—成不变的，它还与铸件的温度有关，因此凡是影响铸件温度1)成形方便目适应性强。
金属液态成形方法对工件的尺寸形状几梯度的因素，都影Ⅱ向凝固区的大小。
例如，有些合金在砂型制造时呈中乎没有任何限制，铸件的材料可以是铸铁、铸钢、铸造铝合金、铸造铜问凝固，而改为金属型铸造时可减小凝固区的宽度。
合金等各种金属材料，也可以是高分子材料和陶瓷材科：铸件的尺寸可3砂型铸造的方法大可小，形状可简单可复杂。
因此，形状复杂或大型机械零件—般采用3．1砂型铸造的工艺过程铸造方法初步成形。
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。
材料成形技术基础知识点总结
铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中,冷却后获得逐渐的工艺方法。
1、铸造的实质利用了液体的流动形成。
2、铸造的特点A 适应性大(铸件分量、合金种类、零件形状都不受限制)；B 成本低C 工序多，质量不稳定，废品率高D 力学性能较同样材料的锻件差。
力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大,组织疏松, 成份不均匀3、铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂(特别是腔内复杂)或者简单、分量较大的零件毛胚。
1、铸件的凝固(1)铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程.它由晶核的形成和长大两部份组成。
通常情况下,铸件的结晶有如下特点：A 以非均质形核为主B 以枝状晶方式生长为主.结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒. 晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或者混合组织等.(2)铸件的凝固方式逐渐的凝固方式有三种类型:A 逐层凝固B 糊状凝固C 中间凝固2、合金的铸造性能(1)流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。
它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。
生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手：A 选择挨近共晶成份的趋于逐层凝固的合金,它们的流动性好；B 提高浇注温度，延长金属流动时间；C 提高充填能力D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。
(2)收缩性A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中.对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。
适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部份最先凝固，然后朝冒口方向凝固, 最后才是冒口本身的凝固(即顺序凝固方式) ,就把缩孔转移到最后凝固的部位—- 冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。
铸件的凝固方式
铸件的凝固方式：逐层凝固，中间凝固，糊状凝固合金的结晶温度范围越小，铸件断面的温度梯度越大，铸件越倾向于逐层凝固方式，也越容易铸造一，合金的收缩分类及导致的缺陷、缩孔与缩松形成原因及防止答：分类：1.液态收缩2.凝固收缩3.固态收缩。
会导致如缩孔、缩松、变形、裂纹、残余应力等缺陷。
形成原因：合金液在铸型内冷凝过程中，若其体积收缩得不到补充时，将在铸件最后凝固的部位形成孔洞，容积较大的孔洞叫缩孔，细小而分散的孔叫缩松。
防止：1.合理选择铸造合金。
2.合理选用凝固原则。
铸件的凝固原则分为“顺序凝固”和“同时凝固”两种。
实现顺序凝固的办法：1，在铸件的厚大部位安放冒口2.安放冷铁3.设置补贴浇注位置的选择原则：1.铸件的重要加工面或质量要求高的面，尽可能置于铸件的下部或处于侧立位置2.大平面的浇注位置是将铸件的大平面朝下，以免在此面上出现气孔和夹砂等缺陷3.具有大面积薄壁的铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部或处于侧立位置，以免产生浇不足和冷隔等缺陷 4.为防止铸件产生缩孔缺陷，应把铸件容易产生缩孔的厚大部位置于铸型的顶部和侧面拔模斜度与结构斜度：为使模样（或型芯）易从铸型（或芯盒）中取出，在制造模样或芯盒时，凡平行于拔模方向上的壁，需给出一定的斜度，此斜度称为拔模斜度（拔模斜度）；铸件上凡垂直于分型面的不加工面都应有一定的倾斜度，即结构斜度。
浇注系统的分类：1.顶注式浇注系统：优点容易实现顺序凝固和进行补缩。
缺点是金属液对铸型冲击大，容易产生飞溅，氧化和卷入空气。
适于高度不大，形状简单，薄壁或中等壁厚的铸件。
2.中注式浇注系统：其横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，便于控制金属夜的流量分布和铸型的热分布。
3.底注式浇注系统：优点金属液的充型过程平稳，无飞溅，型腔中的气体易于排出，挡渣效果好，缺点是不能利用金属夜的自重进行补缩压力铸造的特点：1.生产效率高，便于实现自动化2.获得铸件的尺寸精度高（11~13），表面粗糙度低（3.2~0.8），一些铸件无需机加工可直接使用3.可获得细晶粒组织的铸件，机械强度比砂型铸造高4.便于实在嵌铸自由锻的基本工序：墩粗和拔长。
铸造介绍
活块造型
6、刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低模样成 本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，工人技术水 平要求高。用于有等载面或回转体的大、中型铸件的单件、 小批生产、如带轮、铸管、弯头等。
刮板造型
（二）机器造型 机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工 序。机器造型铸件尺寸精确、表面质量好、加工余量小，但需要 专用设备，投资较大，适合大批量生产。 机器造型视频
2、缩松的形成原因: 铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范围宽的 合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达 ，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致。
缩松分为：宏观缩松 微观缩松
3、消除缩孔和缩松的方法
18
（1）原理——顺序凝固原则 即远离冒口处的金属先凝固，靠近冒口处的金属后凝固，冒 口处的金属最后凝固，形成一条畅通的补缩通道，如下图所示。
铸件结构与铸型条件
三、铸造缺陷分析与铸件质量控制 （一）缩孔和缩松 铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收 缩，往往在铸件最后凝固的部位出现空洞，容积大 而集中的孔洞为缩孔，细小而分散的孔洞为缩松。
1、缩孔的形成:纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的 合金，浇注后在型腔内是由表及里的逐层凝固。在凝固 过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后凝固的地 方就会产生缩孔.
第二节 铸造工艺基础
（一）合金的流动性及影 响因素 1、流动性——是指液态 金属本身的流动能力。 合金流动性的好坏，通常 以“螺旋形流动试样”的 长度来衡量
浇不足缺陷
2、流动性的影响因素：主要与合金的成分有关 1）合金的种类 2）化学成分和结晶特征
（二）浇注条件
浇注温度
浇注 条件
铸造金属凝固原理
铸造：一种液态金属生产制品的工艺方法。
将金属熔化成具有一定化学成分和一定温度的液体，然后在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）作用下将其浇注到铸型型腔中，充满型腔（良好流动性的液态）经凝固和冷却后便形成具有铸型型腔形状的制品—铸件特点：①使用范围广，可生产各种形状和大小的铸件②较高的尺寸精度③成本低廉。
一．液态金属的结构与性质1.固体金属的加热、熔化：⑴晶体中的原子结合：1）在一定条件下，金属中的原子具有一定排列的原因：①引力：异性电荷间的库仑引力；②斥力：同性电荷间的库仑斥力与泡利原理引起的斥力之和。
⑵原子间距离为R0时，F(R0)=0，平衡态，W极小值，状态稳定，原子之间保持一定间距F(R)=-əW(R)/əR ⑵金属的加热膨胀：晶体中的原子不是固定不动，只要温度高于热力学温度，原子在平衡位置附近热振动热膨胀：温度升高，振动频率、振幅加大，原子间距离增加原因：①原子间距增大：势能曲线不对称性；斥力＞引力②空穴产生：熔点附近，1%空穴数；离子间相互作用——能垒——平衡位置振动；温度升高—部分原子能量＞能垒—原子迁移到表面or原子间隙—留下空穴—vacancy产生；空穴形成—能垒下降—其它原子进入—空穴流动⑶金属的熔化：①熔点附近：离位原子多；熔化始于晶界，晶界原子排列相对不规则，势能高，离位原子多，空穴数目可达到原子总数10% ②熔点：外界能量足够大时——熔化潜热，原子间距离大于R1，原子结合键破坏，固态——液态；固态——液态状态突变；性质突变：体积突变；电阻、粘性突变②熔化实质：规则的原子排列突变为紊乱的非晶质结构的过程2.液态金属的结构：⑴液态金属的热物理性质:①体积：S－L：体积增加3～5％，原子平均间距增加1～1.5%；S－g：体积无限膨胀②熔化潜热：S－L（熔化潜热）：原子结合键破坏百分之几；S－g（汽化潜热）：原子间结合键全部破坏③熵：S－L：熵增加不大⑵液态与固态结构相似，尤在金属过热度不太高（熔点以上100～300℃）的铸造条件下更是如此⑶液体状态的结构特点（熔化－熔点以上不高的温度范围内）：①原子间结合能较强、平均原子间距增加不大、原子排列在较小距离内具有规律性②原子间结合部分破坏，原子集团，近程有序(原子在十几～几百个原子组成的集团内规则排列) ③由于能量起伏，原子集团处于瞬息万变状态④原子集团内，公有电子，金属导电；空穴间，自由电子跟随正离子运动，离子导电；most金属熔化时电阻率能突然增加约1～2倍（半导体金属则减小）⑤温度高——原子集团平均尺寸小、“游动”速度快⑷金属液态结构的理论：①空穴理论：由原子集团（规则排列、近程有序）、空穴组成，能量起伏大、热运动激烈②紊乱排列的密集球堆理论（贝纳尔）：液体金属是均质、密集、紊乱排列的原子集合体⑸实际金属的液态结构：1）微观上：①游动原子集团：成分和结构不同，近程有序②空穴③游离原子④许多固态、气态或液态的化合物组成，是一种“混浊”的液体2）化学键：金属键、其它多种类型的化学键⑹①能量起伏②结构起伏：液体中大量不停“游动”着的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏③浓度起伏：同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。
第一节 金属的液态成形原理
决定凝固方式的因素： （1）结晶温度范围 （2）铸件断面温度场分布变化
二 液态合金的充型能力
充型: 液态合金填充铸型的过程. 充型能力 : 液态合金充满铸型型腔 , 获得形状完整 , 轮廓清晰的铸件的能力
若充型能力不足，易产生:
1）浇不足: 不能得到完整隙或凹坑 , 机械性能下 降.
2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点 低,过热度大；
3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初 生树枝状晶阻碍液流 。 常用铸造合金中，铸铁的流动性最好，铸钢的流动性最差。
逐层凝固（好）
糊状凝固（差）
不同成分合金流动性
（过热度）
碳钢
铸铁
碳钢随着结晶温 度范围的增加而 流动性变差；亚 共晶铸铁随含碳 量的增加流动性 提高。
纵向温度分布曲线
冷铁
同时凝固— 整个铸件几乎同时凝固。
同时凝固特点:不需冒口，节约金属且工艺简单；铸件均 匀冷却，减小热应力,不易形成内应力、变形和裂纹等缺 陷，但心部缩松有时难以避免,故用于收缩小的合金和各 种合金的薄壁铸件。如灰铸铁，锡青铜，铝硅合金等。 （1）这是由于薄壁铸件的铸型冷却作用强，薄壁断面温 度梯度大，倾向于逐层凝固。因此收缩小的灰铸铁可消除 缩孔，获得致密铸件；而收缩较大的薄壁铸钢、有色合金 铸件会出现轴线缩松，但其表层组织致密。
温度
固
液
表层
中心
铸件的凝固方式
2)糊状凝固
• 结晶温度范围很宽 的合金，从铸件的 表面至心部都是固 液两相混存。 • 铸件断面上布满小 晶体，将金属液分 割开，致充型和补 缩能力变差。
温度
固
液
表层
中心
铸件的凝固方式
机械制造2-1 铸造工艺基础知识
10
2.1
铸造的工艺基础知识
• 2.1.1 液态合金的充型 合金流动性的定义
流动性是指液态(熔融)金属的流动能力。 它是影响液态金属充型能力的主要因素之一， 也是合金的主要铸造性能之一。
11
2.1
铸造的工艺基础知识
• 2.1.1 液态合金的充型 合金流动性的测量方法
常用浇注标准螺旋形试样的方法进行测定。 螺旋形试样的长度越长，则液态合金的流动性越好。 常用合金的螺旋形试样的长度数值见P11表2-1。
22
充型能力的影响因素
主要影响因素：铸型条件和浇注条件 2.浇注条件：
浇注条件又与浇注系统结构、浇注温度和充型压力有关。 （2）浇注温度： 浇注温度越高，合金保持液态的时 间越长，金属液粘度降低，杂质容 易上浮或溶解，故合金流动性好， 充型能力强。但浇注温度过高，液 态合金收缩增大，吸收气体多，氧 化严重，流动性反而会下降。因此 在保证流动性的前提下，浇注温度 应尽可能低一些。
25
砂型铸造的充型压力由 直浇道的静压力产生。
2.1
铸造的工艺基础知识
• 2.1.2 铸件的凝固与收缩
浇入铸型型腔的液态金属在冷凝过程中，如果其 液态收缩和凝固收缩得不到补充，铸件将产生缩孔 或缩松等铸造缺陷。因此，必须合理地控制铸件的 凝固过程。 1. 铸件的凝固方式 铸件的凝固： 液态合金转变为固态铸件的过程称为铸件的凝固。
阶段的收缩。用体收缩率表示。合金的结晶温度范围越大， 体收缩率也越大。液态收缩和凝固收缩时金属液体积缩小， 是形成缩孔和缩松的基本原因。
a)
a) 合金状态图
b)
c)
b) 一定温度范围合金 c) 共晶合金
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
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铸件的凝固方式：逐层凝固，中间凝固，糊状凝固
合金的结晶温度范围越小，铸件断面的温度梯度越大，铸件越倾向于逐层凝固方式，也越容易铸造
一，合金的收缩分类及导致的缺陷、缩孔与缩松形成原因及防止
答：分类：1.液态收缩2.凝固收缩3.固态收缩。
会导致如缩孔、缩松、变形、裂纹、残余应力等缺陷。
形成原因：合金液在铸型内冷凝过程中，若其体积收缩得不到补充时，将在铸件最后凝固的部位形成孔洞，容积较大的孔洞叫缩孔，细小而分散的孔叫缩松。
防止：1.合理选择铸造合金。
2.合理选用凝固原则。
铸件的凝固原则分为“顺序凝固”和“同时凝固”两种。
实现顺序凝固的办法：1，在铸件的厚大部位安放冒口2.安放冷铁3.设置补贴
浇注位置的选择原则：1.铸件的重要加工面或质量要求高的面，尽可能置于铸件的下部或处于侧立位置2.大平面的浇注位置是将铸件的大平面朝下，以免在此面上出现气孔和夹砂等缺陷3.具有大面积薄壁的铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部或处于侧立位置，以免产生浇不足和冷隔等缺陷 4.为防止铸件产生缩孔缺陷，应把铸件容易产生缩孔的厚大部位置于铸型的顶部和侧面
拔模斜度与结构斜度：为使模样（或型芯）易从铸型（或芯盒）中取出，在制造模样或芯盒时，凡平行于拔模方向上的壁，需给出一定的斜度，此斜度称为拔模斜度（拔模斜度）；铸件上凡垂直于分型面的不加工面都应有一定的倾斜度，即结构斜度。
浇注系统的分类：1.顶注式浇注系统：优点容易实现顺序凝固和进行补缩。
缺点是金属液对铸型冲击大，容易产生飞溅，氧化和卷入空气。
适于高度不大，形状简单，薄壁或中等壁厚的铸件。
2.中注式浇注系统：其横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，便于控制金属夜的流量分布和铸型的热分布。
3.底注式浇注系统：优点金属液的充型过程平稳，无飞溅，型腔中的气体易于排出，挡渣效果好，缺点是不能利用金属夜的自重进行补缩
压力铸造的特点：1.生产效率高，便于实现自动化2.获得铸件的尺寸精度高（11~13），表面粗糙度低（3.2~0.8），一些铸件无需机加工可直接使用3.可获得细晶粒组织的铸件，机械强度比砂型铸造高4.便于实在嵌铸
自由锻的基本工序：墩粗和拔长。
墩粗是降低高度，增大横截面积。
拔长是减小横截面积，增大长度
板料冲压的基本工序：分离工序和变形工序。
变形工序：弯曲，拉深
冒口与冷铁：冒口：补给铸件凝固收缩时所需的金属，避免产生缩孔；冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔内安放的金属激冷物。
焊接的特点：优点：1.接头牢靠，密封性好2.可化大为小，以小拼大3.可实现异种金属的连接4.重量轻，加工装配简单5.焊接结构不可拆卸。
缺点：焊接应力变形大，接头容易产生裂纹，夹渣，气孔等缺陷
实现切削加工的三个条件：1.工件与刀具知己要有相对运动即切削运动2.刀具材料必须具有一定的切削能力3.刀具必须具有适当的几何参数即切削角度等
切削用量三要素：切削速度，进给量和背吃刀量
冲孔与落料：落料和冲孔是使坯料按封闭轮廓分离。
这两个过程中坯料变形过程和模具结构相同，只是用途不同。
落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边部分是废料；冲孔则相反。
一、自由锻工序（种类）及含义，典型零件的自由锻工序、反复镦粗拔长的目的。
答：工序有：拔长、墩粗、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割。
自由锻是金属在锤面与砧面之间受压变形的加工方法。
典型工序：1.压肩2.拔长一端切去料头3.调头压肩4.拔长，倒棱，滚圆5.端部拔长切去料头6.全部滚圆并校直。
目的：可以提高后续拔长工序的锻造比；同时使晶体更细小，力学性能更好。
一、焊条组成及各部分作用、牌号、选用原则
答：组成：1.焊芯。
作用：作电极，传导焊接电流，产生电弧，熔化后填充焊缝，连接材料2药皮。
作用：具有稳定电弧、造气、造渣以形成机械保护的作用，还应当具有改善焊缝金属化学成分的作用。
牌号：焊条牌号是焊条行业统一的焊条代号，一般用一个大写拼音字母和三个数字表示。
选用原则：采用等强等成分原则，在满足使用性能要求的前提下应优先选用酸性焊条。
四、刀具切削部分组成要素，刀具角度及三个参考平面含义及刀具角度对切削力、切削热的影响，粗精加工时刀具角度的选择
答：刀具切削部分组成要素有：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖。
刀具的切削角度，是刀具在同工件和切削运动相联系的状态下确定的角度。
参考平面：1.切削平面：通过切削刃上某一选定点，切于工件加工表面的平面，也就是合成切削速度向量与切削刃的切线组成的平面。
2.基面：通过切削刃上某一选定点，垂直于合成切削速度向量的平面。
3.主剖面：垂直于切削刃在基面上的投影的平面。
影响：前角增大，切削力减少，切削温度降低。
主偏角增大，主切削力减少，切削温度增加。
刃倾角减少时，使刀具受到的正压力的方向发生了变化，从而改变了切削合力及其分力的作用方向。
机床的基本结构：定位部分，运动部分，动力部分，控制部分，冷却和润滑部分，
传动方法分为机械传动，液压传动，电气传动，气压传动
液压传动优点：1.可以在很大范围内实在无级变速，调速方便 2.传动平稳，动作灵敏，能自动防止过载3.采用电液联合控制，易于实在自动化4.机件润滑好，工作寿命长5.体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑，能传递较大的力和力矩
周铣法与端铣法的比较：1.端铣的加工质量比周铣高2.端铣的生产效率比周铣高3.端铣的适应性比周铣差
工序与工步：工序是指一个或一组工人，在一个工作地点或一台机床上，对同一个零件或一组零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程。
工步是指加工表面不变，切削工具不变，切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序。
刀具耐用度与刀具寿命：刀具刃磨后开始切削到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间。
刀具从开始使用经多次重磨到报废为止的总切削时间。
五、粗、精基准的选择原则
答：1.粗基准的选择;(1)保证相互位置要求的原则（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则（3）便于装夹的原则 2.精基准的选择：（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）互为基准原则（4）自为基准原则
工序集中与工序分散：工作集中就是讲工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。
工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅有一个简单的工步。
切削加工工序的安排：先粗后精，先主后次，基准先行，先面后孔
锻模结构分为两种：1.模锻模膛:锻模上进行最终锻造以获得锻件的工作部分称为模锻模膛。
模锻模膛有终锻模膛和预段模膛两种。
2.制坯模膛：主要有拔长模膛、滚压模膛和弯曲模膛。
顺铣与逆铣：铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同，称为顺铣；方向相反称为逆铣。