材料成型工艺基础考试复习要点

材料成型工艺基础

复习资料

13上午九到^一点

号公教楼407 1铸件的凝固方式及其影响因素

凝固方式：(I)逐层凝固方式

(2)糊状凝固方式

(3)中间凝固方式

影响因素：(I)合金的结晶温度范围：结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝

固。低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固,高碳钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状

凝固。

(2)逐渐的温度梯

度：在合金的结晶温度范围已定时，若铸件的温度梯度f由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。

2铸造性能含义及其包括内容，充型能力含义，影响合金流动性因素(合金种类、成分、浇注条件、铸型条件)

铸造性能：合金铸造成形获得优质铸件的能力，、

合金的铸造性能：主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等

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。

影响合金流动性因素：(I)合金的种类。灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次之，铸钢最

差。

(2)合金的成分。同种合金，成分不同，其结晶特点不同，流动性也不

同。

(3)浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好；温度越高，合金

粘度越低，阻力越小，充型能力越强。在保证充型能力的前提下温度

应尽量低。

生产中薄壁件常采用较高温度,厚壁件采用较低浇注温度,

(4)I.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差

2.铸型温度越高，充型能力越好

3•铸型中的气体阻碍充型

3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段

I•收缩。合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。

合金的收缩过程可分为三阶段(I )液态收缩 (2 )

凝固收缩

(3 )固态收缩

缩孔(1)形成条件：金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。

(2)产生原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。

(3)形成部位：在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。

缩松(1)形成条件：形成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

的小区难以得到补缩所致。

(2)形成部位：一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近，

也常分布在集中缩孔的下方。

其热应力形成过程分三阶段

第一阶段。两者都塑性变形，无热应力；

第二阶段，一塑性一弹性，仍无热应力；第三阶段，两者均弹性变形，冷却慢的受拉，快的受压。

铸件的变形：残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。

后部、心部受拉应力，出现内凹变形。

薄部、表面受压应力，出现外凸变形。

铸件的裂纹：当铸件应以超过金属的强度极限时。铸件便产生裂纹，分为热裂和冷裂。

4铸造内应力分类及其各自产生原因

热应力：铸件在凝固和冷却过中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力，称热应力

收缩应力：铸件在固态收缩时，因受铸型、型芯、浇冒口等外力的阻碍而产生的应力称收缩

应力

固态下发生相变的合金，由于部分冷却速度不同，到相变温度的时间不同，而且发生相变程

度不同由此产生的应力

5什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？其目的是什么？需要采取什么措施来实现？

定向(顺序)凝固：就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，使铸件上远离宜口的部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。

远离冒口T冒口附近T冒口本身

同时凝固：就是采取必要的工艺措施，使铸件各部分冷却速度尽量一致。

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。

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。它应用于收缩较小的合金(如碳硅质量分数高的灰铸铁)和结晶温度范围宽，倾向于

糊状凝固的合金(如锡青铜)，同时也适用于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀

的薄壁

控制铸件凝固方式的方法：

(1)正确布置浇注系统的引入位置，控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置；

(2)采用冒口和冷铁；

(3)改变铸件的结构；

(4)采用具有不同蓄热系数的造型材料。

6防止或减少铸件应力与变形的措施？

(1)合理设计铸件结构在设计铸件时应尽量使铸件形状简单、对称、壁厚均匀。

(2)尽量选用先收缩率小、弹性模量小的合金

(3)采用同时凝固的工艺

(4)设法改善铸型型芯的退让性，合理设置浇冒口

(5)对铸件进行时效处理。自然时效热时效(去应力退火)和共振时效

1熔模铸造工艺过程，特点及适用范围，(不可用金属型)

工艺过程：制造蜡模T制壳T脱蜡T熔烧T浇注

工艺特点：(I)铸得的精度和质量高。

(2)可制造形状复杂的铸件。

(3)适用各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高合金钢，如耐热合金, 不锈钢，

磁钢等。

(4)生产批量不受限制，单件小批量大批量均可使用。

(5)工艺过程

较复杂，生产周期长，使用费和消耗的材料费较贵。= ＞成本高适用范围：熔摸制造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金既有特殊要求的精密铸件•主要有汽轮机，燃气轮机叶片，切削刀具，仪表原件，汽车，拖拉机及机床等零件

的生产