第三节 金属的铸造性能-流动性
铸造性能
-+ -
热应力产生的原因：
铸件壁厚不均，冷却速度不一致，收缩不同步且互相阻碍。
练习
分析如图所示铸件所产生的热应力
-
+
T型梁铸件
- +-
园柱铸件
热应力性质： 厚（冷却慢）：拉应力
薄（冷却快） ：压应力 （2）相变应力 如铸件各部分发生相变的时间不一致，其体积
b 产生原因：合金的液态收缩、凝固收缩得不到液态金属的补充。
结晶温度范围较宽的金属易形成缩松。
c 缩孔的防止方法：
加冒口、 加冷铁， 工艺上采用顺序凝固原则。 在结构设计时，避免铸件壁过厚；
2 铸造应力： 铸件凝固后仍处于高温，在继续冷却的过程中收缩受到阻碍， 内部将产生应力，这个内应力叫做铸造内应力。
3 流动性的影响因素： a 合金的种类； b 合金的化学成分和结晶特征：
纯金属和共晶成分的金属流动性最好； 结晶温度范围越宽，流动性越差
c 合金的物理性能：粘度↑ 、结晶潜热↓ 、导热系数↑ →流动性 ↓ 。 （二）合金的充型能力
1 充型能力：合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状正确的优质铸件的能力。 2 影响充型能力的因素： 流动性；浇注条件；铸型条件；铸件结构。 流动性对充型能力的影响最大，流动性越好，充型能力越强； 浇注条件对充型能力有着决定性的影响： 浇注温度： 充型压力（直浇道高度）； 浇注系统结构。
一 合金的流动性和充型能力 （一）合金的流动性
1 概念：液体合金本身的流动能力。合金的流动性越好，就越能：
a 容易浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件； b 有利于夹杂物和气体的上浮和排除，减少夹杂和气孔缺陷； c 有利于凝固过程中的补缩，减少缩孔和缩松。
7.3金属的铸造性能详解
第一节 铸造成形工艺的特点和分类
优点：
铸造
1】可制造形状复杂的零件； 2】适应性广;工艺灵活性大. 3】原材料广泛； 4】成本低,设备简单，生产周期短。
缺点：
1】生产过程复杂、质量不稳定、废品率高； 2】表面质量、机械性能不高； 3】劳动条件差、劳动强度大
砂型铸造过程:
机械设计人员 铸造技术人员
金属在恒温或很窄的温度范围内结晶， 铸件壁呈逐层凝固方式
缩松的形成条件:
主要出现在呈现糊状凝固方式的合金 （结晶温度范围较宽）中或截面较大的铸 件壁中。
影响缩孔、缩松形成的因素
铸造
1 合金的成分:结晶温度范围越小的合金，产
生缩孔的倾向越大；结晶范围越大的合金， 产生缩松的倾向越大
2 浇注条件:提高浇注温度，合金的总体积收
检验铸件的方法有： 1、外观检验法 2、射线探伤法 3、磁力探伤法 4、超声波反射探伤 5、压力试验法
四、铸件缺陷的修补
修补铸件缺陷常用的方法有： 1、电焊或气焊焊补 2、填腻子修补 3、环氧树脂粘补剂粘补 4、浸渍修补法 5、金属液熔补法
1.铸造内应力产生的的原因主要有哪些? 2.既然提高浇注温度可以提高液态合金的 充型能力,但为什么又要防止浇注温度过高? 3.缩孔缩松产生的原因及防止措施？ 4.常见的铸造缺陷有那些？ 5.如何防止冷裂和热裂的产生？ 6. 防止铸件变形的措施？
铸造
热应力生成原因
主要原因是由于铸件壁厚不均匀、 各部分的冷却速度不同。
铸造
铸造
判断规律：
*最后冷却收缩部位受拉应力，先 冷却收缩部位受压应力。 *铸件形状越复杂，壁厚差越大， 合金固态收缩率越大，则铸件中 的热应力将越大。
机械应力的形成
1.5 铸造金属材料的特性
20
机械制造工艺基础----铸造工艺
1.5.2 铸钢及其熔炼： 单击以编辑母版标题样式
• • • • • • •
1．铸钢的分类、性能及应用： 性能：综合力学性能好，强度高，且塑、 单击以编辑母版文本样式 韧性好；焊接性能好，可采用铸 -焊联合 第二级 结构制造重型机器。 第三级 分类： 第四级 低碳钢：≤0.25%,易氧化热裂,电机零件. 第五级 铸造碳钢 中碳钢：0.25~0.5%
2
机械制造工艺基础----铸造工艺
二、灰口铸铁： 单击以编辑母版标题样式
• • • • •• • （1）石墨对灰铸铁性能的影响：灰口铸 单击以编辑母版文本样式 铁的显微组织由金属基体与石墨片所组 第二级 成，相当于在钢的基体中嵌入了大量石 墨片。 第三级 机械性能： σb=120~250MPa，σ压≈钢 第四级 塑性、韧性近于零，属于脆性材料。 第五级 石墨强度极低，塑性近于零，3%的石墨 占10%的体积，所以灰口铸铁可视为充 满裂纹的钢。基体强度利用率仅30~50%。
坯件易损坏。 蠕墨铸铁件 1.铸造性能接近灰铸铁； 2.综合机械性能比灰铸铁高， 壁厚敏感性比灰铸铁小得多。 或工字形，避免十字形，局部 突出部分可用肋加强。 大截面复杂铸件。
19
机械制造工艺基础----铸造工艺
五、铸铁的熔炼： 单击以编辑母版标题样式
• • • • •
冲天炉熔炼过程。 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
机械制造工艺基础----铸造工艺
(2)球铁的铸造工艺： 单击以编辑母版标题样式
球墨铸铁易产生缩孔、缩松、皮下气孔、夹渣等 缺陷。 • 单击以编辑母版文本样式 •缩孔、缩松倾向大（石墨化膨胀），应采用如 • 第二级 下工艺措施： • 第三级 ① 增加铸型刚度。 ② 安放冒口、冷铁，对铸件进行补缩 • 第四级 • •皮下气孔： 第五级 Mg+H2O→MgO+H2↑ MgS+H2O→MgO+H2S↑ 工艺措施：降低S含量和残余Mg量，限制型砂 水分或采用干型。
合金的铸造性能
减小液态合金流动阻力及降低冷却速度的工艺因 素均可提高合金的流动性。具体工艺措施有：
增加直浇口高度提高液态合金静压力 增大浇注速度提高液态合金动压力 简化浇注系统，光滑铸型型壁，减小流动阻力 减少型砂发气量，减小气体对合金流动的反压力 增大型砂透气性，减少气体反压力 预热铸型，降低冷却速度，提高合金流动性
在相同浇注温度下将不同的液态合金浇入相同砂型中以 测定化学成分对合金流动性的影响
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
浇注温度对合金流动性的影响
提高浇注温度
浇注温度过高
液态合金热容量增加， 冷却速度降低，合金 保持液态的时间增长， 流动性好；液态合金 内摩擦减少，粘度降 低，流动性好。
但是浇注温度如果过 高，则容易导致合金 的吸气、氧化及收缩 等缺陷的发生。
缩松—铸件中分散型的孔洞
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
防止缩孔缩松的工艺措施
浇注温度—合金浇注温度越高，液态收缩越大，铸件
越容易形成缩孔。因此在保证合金流动性的前提下应尽 量降低浇注温度。
化学成分—采用结晶间隔小的合金或接近共晶成分
的合金来生产铸件。另外增加铸铁含硅量可以促进石 墨化进程，因此控制铸件含碳量可以防止缩松。
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
化学成分对合金流动性的影响
化学成分的影响主要体现在碳含量对流动性的影 响上。
接近共晶成分
合金结晶温度范围缩小，所成树枝状晶体增 大未凝合金流动阻力及增大冷却速度的倾向 减弱，其流动性提高。
2020年8月4日星期二
2-2 合金的铸造性能
铸造工艺对合金流动性的影响
2020年8月4日星期二
为什么铸钢的流动性比铸铁差
为什么铸钢的流动性比铸铁差
89632_zm|Lv3|被浏览16次|来自360安全卫士
2013-07-06 7:32
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检举|2013-07-07 4:51
不同种类的合金具有不同的流动性，根据流动性试验测得的螺旋线长度，常用铸造合金中，灰铸铁的流动性较好，而铸钢的流动性较差。
同类合金中，化学成分不同，合金的结晶特点不同，其流动性也不一样。
一般合金的结晶是在一个温度区间内完成，结晶时先形成的初晶会阻碍金属液的流动；而共晶合金是在恒温下结晶，无初晶形成，对金属液的阻力较小，另外共晶合金的熔点低，在同样的浇注温度下，共晶合金结晶前有足够的时间充满铸型的型腔，所以共晶合金的铸造性能优良。
合金的成分越远离共晶点，结晶温度范围越宽，其流动性越差。
因此在满足使用性能的前提下，铸造合金应尽量选用共晶合金或接近共晶成分的合金。
随着碳含量增加，凝固温度降低，流动性和铸造性能变好。
铁水中含碳量达到3%左右，铸钢0-0.77，其凝固温度下降到1370度左右，钢水一般1510，因此，铁流动性好过铸钢。
实验一 金属液的充型能力及流动性测定实验
实验一 金属液的充型能力及流动性测定实验一、实验目的1、 了解合金的化学成分和浇注温度对金属液充型能力和流动性的影响。
2、 熟悉采用螺旋型试样测定铸造金属液的流动性和评定其充型能力的方法。
3、 具备设计和实施常用金属材料充型比较的能力，并能够对实验结果进行分析。
二、实验的主要内容利用电阻坩埚炉熔化合金；使用螺旋形试样的模样造型；完成浇注；冷凝后得到试样。
通过测量试样长度来判断合金在不同条件下的流动性和充型能力。
三、实验设备和工具电阻坩埚炉（5KW ）、螺旋形试样模样（见图1）、热电偶测温仪、型砂、砂箱、造型工具、浇注工具等。
四、实验原理充型能力是金属液充满铸型型腔、获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。
充型能力主要取决于液态金属的流动性，同时又受相关工艺因素的影响。
金属液的流动性是金属液本身的流动能力，用在规定铸造工艺条件下流动性试样的长度来衡量。
流动性与金属的成分、杂质含量及物理性能等有关。
影响金属液充型能力的工艺因素主要有浇注温度、充型压力等。
提高浇注温度或充型压力，均有利于提高充型能力。
五、实验方法和步骤 1．合金的熔化、保温方案一：将某一成分的铝硅合金在坩埚炉中，加热熔化并过热到一定的温度保温。
方案二：将同一成分的铝硅合金（适量）分别置于两个坩埚炉中，加热熔化并过热到不同的温度保温。
2．造型方案一：采用同一个螺旋形试样的模样分别制作两个直浇道高度不同的砂型。
方案二：采用同一个螺旋形试样的模样分别制作两个直浇道高度相同的砂型。
3．浇注方案一：将熔化并保温的铝硅合金液分别浇注到两个直浇道高度不同的砂型中。
方案二：将两个坩埚炉中加热熔化并保温的铝硅合金液分别浇注到两个直浇道高度相同 的砂型中。
4．开型、落砂 待试样凝固后即可开型并落砂。
图1 螺旋形试样5．测定流动性分别测出不同试样螺旋形部分的长度。
（凸点间距L0=50mm，设凸点数为n，不足L0的长度A0估出，L=L0×n+A0）6．填写实验记录，并整理好工具、模样、砂箱，清扫造型场地。
合金熔炼学习知识重点情况总结
合金熔炼知识点总结1.铸造性能：流动性，充型能力，收缩性，偏析。
气体及夹杂物等2.合金的流动性与充型能力的区别1）充型能力是液态金属充满型腔获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力流动性是指液态铸造合金本身的流动能力。
2）流动性好的合金，其充型能力强3）流动性影响因素：合金的种类，化学成分及结晶特点3.收缩性：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性。
1）收缩的三个阶段;液态收缩阶段，凝固收缩阶段，固态收缩阶段。
2）收缩方法：体收缩，线收缩3）影响收缩的因素：化学成分，浇注温度，铸件结构与铸型条件4）收缩对铸件质量的影响：产生缩松和缩孔[主要原因是液态收缩和凝固收缩]防治措施：调整化学成分，降低浇注温度和减少浇注速度，增加补缩能力，增加铸型激冷能力。
6.铸造应力：铸件在凝固冷却的过程中因温度的下降而产生收缩使铸件和长度发生变化，若这些变化受到阻碍便会在铸件中产生应力称为铸造应力。
1）铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力，固态相变应力，收缩应力2））铸造应力的防止和消除措施：采用同时凝固的原则提高铸型温度改善铸型和型芯的退让性进行去应力退火7.铸铁：铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称[铁，碳，硅，锰，磷，硫及其其他合金元素]1）铸铁中的碳以化合态渗碳体和游离态石墨形式存在2）.影响铸铁组织和性能的因素：a.碳和硅[铸铁中碳、硅含量均高时，析出的石墨就愈多、愈粗大]b.硫[强烈阻碍石墨化,增加热脆性，恶化铸铁铸造性能硫含量限制在0.1-0.15%以下]c.锰[弱阻碍石墨化，具有提高铸铁强度和硬度的作用锰含量控制在0.6~1.2%之间]d.磷[对铸铁的石墨化影响不显著。
含磷过高将增加铸铁的冷脆性磷含量限制在0.5%以下]8.铸铁分类：1）按碳存在形式分：白口铸铁，灰口铸铁，麻口铸铁2）按石墨存在形式分：灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁3）按化学成分分：普通铸铁，合金铸铁4）按性能分：耐热铸铁，耐磨铸铁，耐腐蚀铸铁9.灰铸铁（HT)：指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。
第三章 强韧铸铁
2、 合金元素 （1）Mo 提高强度、提高淬透性、正偏析（P、Mo四元 磷共晶）严格控制 （2） Cu 稳定珠光体 （3）Ni 强化元素、与Cu作用相近，不易偏析，易产 生A-B组织，贵重，少用
（2）熔炼及炉前处理
球化率 球铁力学性能 石墨球径 石墨球圆整度
球化率—在铸铁微观组织的有代表性的视场
Ⅱ、稀土 a. 脱S去O能力高，产物比重 大，不易上浮； b. 球化作用比镁差，过量恶 化球形； c. 白口倾向大； d. 抗干扰元素能力高； e. 反应平稳。 Ⅲ、稀土—镁合金 要求：
Mg残 0.03 ~ 0.05 RE残 0.02 ~ 0.04
（3）球化处理方法
a.自建压力加镁法
优点：不产生沸腾， 吸收率高，球化质量 稳定； 缺点：对设备要求高， 不太安全。
四、球墨铸铁的热处理
1. 热处理特点 （1） 有三相区 T↑, A↑； T ↓,F ↑ ★可控制温度和保温时间来调节F、P相对含量 （2）具有高碳相（G） ★随T↑，石墨溶解，A中C ↑，不同温度可得到不同 C 的A，高 碳A稳定性高，淬透性高，有助于获得不同基体组织。
（ 3）Si、Mn、P比钢高，偏析程度高。
球墨铸铁的应用
有时可替代铸钢和可锻铸铁在机械制造工业
中得到了广泛应用。 可以用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件， 如曲轴、连杆、轴等。
第二节 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁
定义：
在一定成分的铁水中加入适量的使石墨 成蠕虫状蠕化剂（稀土镁合金、稀土镁钙合 金等）和孕育剂（硅镁），获得石墨形态介 于片状和球状之间形似蠕虫状的铸铁。
2、熔炼的要求（低C、高温）
（1）浅炉缸， （2）高出炉温度。
3、工艺要求
（1）浇注系统 （2）收缩大 （3）流动性差 （4）皮下气孔
第二三篇铸造成形和金属塑性成形(共53张PPT)
0.5mm. 〔2〕铸造合金不受限制， 〔3〕铸件生产批量不受限制
〔4〕工序繁杂，生产周期长、本钱较高；
二、金属型铸造〔铸型用金属制成〕 种类—垂直分型式、水平分型式、复合分型式 金属型铸造的工艺过程
胀砂—在金属液的压力作用下铸件局部胀大
变形—铸造应力大于屈服强度。
预防：反变形量 ，加大加工余量
裂纹—铸造应力大于强度极限。
热裂：高温下产生热裂。裂纹短、缝隙宽、形状曲折、氧化 色。
冷裂：在较低温度下形成的裂纹。裂纹细小、呈直线状、 裂缝内呈蓝色。大而薄的铸件容易产生冷裂 防止裂纹：减小铸造应力、如铸件壁厚要均匀；增加型砂的退 让性；降低合金的脆性控制硫、磷量 。
外表喷刷涂料 →预热金属型→浇注 →开型 金属型铸造的优缺点及应用
1、有较高的尺寸精度〔IT12~IT16〕
2、铸件冷却速度快，晶粒较细，
3、可实现一型多铸，劳动生产率高。
4、金属型制造本钱高 ，不适宜熔点高、形状复杂和薄壁铸件；铸铁 件外表易产生白口
应用：大批量生产的铜合金、铝合金铸件，活塞、连杆、汽缸盖 等。
织致密；④铸件合格率高，节省金属；⑤设备投资少，劳动条件好。 用途：发动机缸体、缸盖、活塞、叶轮等。
五、离心铸造— 液体金属在离心力作用下充填铸型并凝固成形的一种铸 造方法 。
铸型转速在250~1500r/min 特点： ①铸中空铸件不用型芯； ②提高金属充型能力 ； ③补缩条件 好 ； ④无浇注系统和冒口，节约金属 。 用途：铸铁管、汽缸套、铜套、双金属轴承、无缝管坯、造纸机滚 筒等 铸件 。
第六章 铸造碳钢
晶粒度、枝晶臂间隙、致密度 2）对性能的影响
机械性能降低 图6-14
第五节 铸钢的铸造性能
一、流动性 1、浇注温度的影响 图6-15 2、含碳量的影响 3、钢中气体夹杂物的影响 二、收缩性 1、液态收缩 体积收缩率 2、凝固收缩 缩孔率 图6-16 3、固态收缩 线收缩率 图6-17
第一节 概述 第二节 铸造碳钢的结晶过程和铸态组织 第三节 碳钢铸件的热处理、金相组织和力学
性能 第四节 影响铸造碳钢力学性能的主要因素 第五节 碳钢的铸造性能 第六节 铸造碳钢的焊接性能
第一节 概 述
一、铸造碳钢的性能及应用 表6-1
二、铸造碳钢的成分 表6-2
三、使用温度 -40~400℃
3、性能： 粒状组织性能好，魏氏组织、网状组织力学性能
差，韧性低。 可通过热处理消除。退火、正火等。
第三节 碳钢铸件的热处理、金相组织和力 学性能
热处理目的：细化晶粒、提高性能
消除网状组织及魏氏组织
消除铸造应力
一、退火
可达到目的，但力学性能差，少用
二、正火
性能比退火高，常用
0.77
P% 1 41.6% 58.4%
a
b
a)含碳量0.20％
c
b)含碳量0.40％
c)含碳量0.60％
第二节 铸造碳钢的结晶过程及铸造组织
一、结晶过程 1、一次结晶 L→A 2、二次结晶 A→F
二次结晶过程示意
一次结晶过程示意
第二节 铸造碳钢的结晶过程及铸造组织
二、铸态组织 1、组织状态：晶粒粗大，三个区。图6-2
粗等轴晶区、柱状晶区、细等轴晶区
图 几种可能的铸件晶体组织 a)全部柱状晶 b)表面细等轴晶和内部柱状晶 c)表面细等轴晶+内部柱状晶+中心粗等轴晶 d)全部等轴晶
金属的工艺性能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、 锻造性能
金属的工艺性能
金属利用锻压加工方法成型的难易程度称 为锻造性能。锻造性能的好坏主要取决于金属的 塑性和变形抗力。塑性越好、变形抗力越小，金 属的锻造性能就越好。例如，碳钢在加热的状态 下有较好的锻造性能，铸铁则不能进行锻造。
三、 焊接性能
金属的工艺性能
焊接性能是指金属对焊接加工的适应能力，即 在限定的施工条件下被焊接成按规定设计要求的构 件，并满足预定使用要求的能力。焊接性能好的金 属可以获得没有裂缝、气孔等缺陷的焊缝，焊接质 量好，并且焊接接头具有一定的力学性能。如低碳 钢具有良好的焊接性能，而高碳钢、铸铁的焊接性 能较差。
金属的工艺性能
工艺性能是指金属在制造成各种机械零件或工具的过 程中，对各种不同加工方法的适应能力，即金属采用某种 加工方法制成成品的难易程度，它包括铸造性能、锻造性 能、焊接性能、切削加工性能等。例如，某种金属材料用 铸造成型的方法容易得到合格的铸件，则该种材料的铸造 性能好。工艺性能直接影响零件的制造工艺和质量，是选 择金属材料时必须考虑的因素之一。
一、 铸造性能
金属的工艺性能
金属在铸造成型过程中获得外形准确、内部健全的铸件的能力称 为铸造性能。铸造性能包括流动性、收缩性和偏析等。流动性是指熔 融金属的流动能力，它主要受金属的化学成分和浇注温度的影响，流 动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整、尺寸精确、轮廓清 晰的铸件；收缩性是指铸件在凝固和冷却过程中体积和尺寸减小的现 象，收缩不仅影响铸件的尺寸精度，还会使铸件产生缩孔、疏松、内 应力、变形及开裂等缺陷，所以用于铸造的金属,其收缩率越小越好; 偏析是指铸件凝固后其内部化学成分不均匀的现象，偏析严重时将造 成铸件各部分的组织和力学性能相差很大，降低铸件的质量。
金属材料的主要性能指标
一
料科学研究中心，并把约2/3大学的冶
颗 人
金系或矿冶系改建成了冶金材料科学系
造 卫
或材料科学与工程系。其涉及的材料由
星 及
其
金属扩展到了陶瓷和高分子聚合物材料。运
载
可见，高技术需要先进材精选料课件的支持。
火 箭
8
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用 作出过重大贡献。
❖ 早在公元前6000~ 5000
• 淬火钢球： HBS
• 硬质合金钢球： HBW
• 当F的单位取N时，加
系数0.102
布氏硬度实验原理
精选课件
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③特点及应用：
优点： 测量误差小（因压痕大），数据稳定，
重复性强。
缺点： 压痕面积较大，测量费时。
应用： 常用于测量较软材料、灰铸铁、有色
金属、退火正火钢材的硬度。
不适于测量成品零件或薄件的硬度。
表示材料抵抗均匀塑性变形的最大能力。
b
Fb MPa S精选0课件
28
2、塑性
—— 产生塑性变形而不断裂的能力。
（1）断后伸长率
A = [( Lu - L0 )/ L0 ]×100% （2）断面收缩率
Z = [( S0 - Su )/S0 ]×100%
A和Z越大，材料的塑性越好。
塑性对材料的意义：
精选课件
35
（2）洛氏硬度 HR
精选课件
36
①试验原理：
钢球压头与金 刚石压头
用锥顶角为120°的金 刚石圆锥或直径1.588mm的 淬火钢球，以相应试验力 压入待测表面，保持规定 时间卸载后卸除主试验力， 以测量的残余压痕深度增 量来计算出硬度值。
精选课件
合金铸造时流动性的影响
合金铸造时流动性的影响
充型能力首先取决于金属液体本身的流动能力(即流动性)，同时又受铸造工艺隐身(如：铸型性质、浇筑条件及铸件结构等)的影响。
合金的流动性好，充型能力强，容易获得形状完整、轮廊清晰的铸件，有利于铸造出薄壁活形状复杂的铸件；金属液中的气体、非金属夹杂物容易上浮和排除，也容易对合金冷凝过程中的收缩进行补缩，有利于获得优质铸件。
反之，合金的流动性不好，充型能力差，铸件易产生浇不到、冷隔、气孔、夹杂物和缩孔等缺陷。
合金的流动性是合金重要的铸造性能之一。
液态合金的流动性以螺旋形试样的长度来衡量.在相同的浇筑条件下，所浇出的试样越长，合金的流动性就越好。
试验得知：灰铸铁，浇筑温度1300摄氏度，试样长度1800mm；铸钢，浇筑温度1600摄氏度，试样长度100mm。
在常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。
决定合金流动性的因素主要有：合金的种类、合金的成分、杂质与含气量等。
合金的熔点、导热系数、合金液的黏度等物理性能都影响合金的流动性。
铸钢的熔点高，在铸型中散热快，凝固快，流动性差；铝合金导热性能好，流动性较差。
同种合金中，成分不同时，流动性也不同，共晶成分合金的流动性较好。
液态金属的流动性及充型能力
液态金属的流动性及充型能力液态金属充填过程是铸件形成的第一阶段，铸件的许多缺陷是在这个过程中形成的。
为了获得优质健全的铸件，必须掌握和控制这个过程。
为此，研究液态金属充满铸型的能力，以便得到形状完整、轮廓清晰的铸件，防止在充型阶段产生缺陷一、充型的概念液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力，称为液态合金的流动性又叫做充型能力。
液态合金的流动性愈好，不仅易于铸造出轮廓清晰，薄而形状复杂的铸件，而且有助于液态合金在铸型中收缩时得到补充，有利于液态合金中的气体及非金属夹杂物上浮与排除。
若流动性不好，则易使铸件产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣和缩松等缺陷液态金属充填铸型是一个复杂的物理、化学和流体力学问题，涉及到金属液的各种性质，如密度、黏度、表面张力、氧化性、氧化物的性质及润湿性等。
充型能力的大小影响铸件的成型，充型能力较差的合金难以获得大型、薄壁、结构复杂的健全铸件而良好的流动性能使铸件在凝固期间产生的缩孔得到液态金属的补充，铸件在凝固末期受阻出现的热裂可以得到液态金属的充填而弥合，有利于防止缺陷产生液态合金流动性的好坏，通常以螺旋形流动性试样的长度来衡量。
如图2-3所示，将液态合金注入螺旋形试样铸型中，冷凝后，测出其螺旋线长度。
为便于测量，在标准试样上每隔50mm 作出凸点标记，在相同的浇注工艺条件下，测得的螺旋线长度越长，合金的流动性越好。
常用合金的流动性如表2-1所示。
其中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铝合金次之，铸钢最差通常，流动性好的合金，充型能力强;流动性差的合金，充型能力差，在实际的铸造生产中，可以通过改善外界条件来提高其充型能力，根据铸件的要求及合金的充型能力采取相应的工艺措施以获得健全的优质铸件。
二、影响充型能力的因素影响充型的因素是通过两个途径发生作用的:一是影响金属与铸型之间的热交换条件，从而改变金属液的流动时间；二是影响液态金属在铸型中的水力学条件，从而改变金属液的流速。
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一、流动性
流动性是指熔融金属的流动能力。
在实际生产中，为了评定金属的流动性，通常将金属浇注成螺旋形试样，如下图所示。
浇注的试样越长，则其流动性越好。
1、影响流动性的因素
(1)化学成分
化学成分是影响合金流动性的本质因素。
实践证明，凝固温度范围小的合金流动性较好，凝固温度范围大的合金流动性较差。
在常用的铸造合金中，铸铁的流动性较好，铸钢的流动性较差。
常用合金的流动性见下表。
表14－1常用合金的流动性
一、合金的流动性
1. 流动性流动性是指熔融金属的流动能力。
合金流动性的好坏，通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量，将金属液体浇入螺旋形试样铸型中，在相同的浇注条件下，合金的流动性愈好，所浇出的试样愈长。
2. 流动性的影响因素1）合金的种类不同种类的合金，具有不同的螺
旋线长度，即具有不同的流动性。
其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。
2）化学成分和结晶特征纯金属和共晶成分的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进，凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻力较小，所以流动性好。
在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区。
凝固温度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属流动的阻力越大，金属的流动性就越差。
(2)工艺条件
较高的浇注温度能使金属保持液态的时间延长，并且能降低金属液的粘度,从而提高流动性；浇注时浇注压力越大，流速就越大，也可以达到提高流动性的目的；铸型对液态金属的流动性也有一定的影响，金属在干砂型中的流动性优于湿砂型，在湿砂型中的流动性优于金属型。
2、流动性对铸件质量的影响
金属液的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件；若流动性不好将出现铸件缺陷。
(1) 浇不到与冷隔
浇不到是指铸件残缺或可能轮廓不完整，或可能铸件完整，但边角圆且光亮，这种缺陷常出现在远离浇口的部位以及薄壁处，如图a所示。
冷隔是指在铸件上穿透或不穿透，边沿成圆角状缝隙的一类缺陷。
冷隔多出现在薄壁处、金属流汇合处、激冷部位等。
(2) 气孔与夹杂物
合金的流动性差，则粘度大，熔融金属中的气体和夹杂物不便上浮和排除，容易形成气孔、夹杂物一类铸件缺陷.气孔是指内表面比较光滑，一般为圆形、椭圆形的孔洞。
通常不露出铸件表面。
夹杂物是指在铸件内或表面上存在的与基体金属成分不同的质点类缺陷，常见的有砂、渣、氧化物、硫化物等。
二、金属的收缩性
收缩性是指液态金属在凝固并冷却到室温过程中，产生的体积和尺寸减小的特性。
金属的收缩性可分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段。
液态收缩是指金属在液态时由于温度降低而产生的体积收缩；凝固收缩是指熔融金属在凝固阶段所产生的体积收缩；固态收缩是指金属在固态由于温度降低而产生的体积收缩。
液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔的根本原因，固态收缩是产生变形和裂纹的根本原因。
1、影响收缩性的因素
(1)化学成分
化学成分是影响收缩性的根本原因，几种常见合金的收缩率，见下表。
可以看出，灰铸铁的收缩率最小。
这是因为合金在冷却过程中结晶出密度较小的石墨相时，产生的体积膨胀抵消了部分收缩。
表14－2几种常见合金的收缩率
(2) 工艺条件
合金的浇注温度超高，液态收缩越大，为减少收缩，浇注温度不宜过高。
合金在铸型中冷却时的收缩会受到铸型甚至铸件本身的影响，使实际收缩量小于自由收缩量，铸型的强度越高，铸件的结构越复杂，则对自由收缩的影响越大。
2、收缩性对铸件质量的影响
(1)缩孔和缩松
缩孔是指铸件在凝固过程中，由于补缩不良产生的孔洞。
缩孔的形成过程如图14－12所示.熔融金属填满型腔后沿内壁形成一层硬壳，在进一步冷却的过程中，由于硬壳内金属液态收缩和凝固收缩的结果导致液面下降，随着温度的降低，凝固硬壳不断加厚，最后凝固的
教学内容及步骤：
金属由于得不到液态金属的补缩，凝固结束时,在铸件上部形成缩孔.
缩松是指铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。
缩松的形成过程如下图所示。
铸件有缩松的部位，在气密性试验时可能渗漏。
缩孔和缩松降低了铸件的力学性能。
因此，应合理设计铸件的结构,尽量避免铸件上的局部金属积聚；让缩孔转移到冒口中去。
冒口是指铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔，防止铸件内产生缩孔的根本措施是顺序凝固，即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，通常向着冒口的方向凝固，图14－14为通过设置冷铁、冒口而实现顺序凝固的示意图。
冷铁本身不起补缩作用，只能增加铸件局部冷却速度。
(2) 变形和裂纹
铸件在固态收缩的过程中，由于各部分冷却速度不同，将引起不均衡收缩，不均衡收缩产生的应力称为铸造热应力。
铸造热应力是铸件产生变形和裂纹的主要原因，为防止变形和裂纹的产生，可采用同时凝固的原则，如图14－15所示。
将浇口设在铸件上较薄的部位，而在较厚的部位设置冷铁，使铸件冷却过程中各部分的温差较小，铸造热应力较小，从而减少了产生变形和裂纹的倾向。