【正文】 但壓力過(guò)大或充型 速度過(guò)高時(shí)，會(huì)發(fā)生噴射、飛濺和冷隔現(xiàn)象 4 鑄型中的氣體 澆注時(shí)因鑄型發(fā)氣而 形成在鑄型內(nèi)的氣體 能在金屬液與鑄型間產(chǎn)生氣膜，減小摩擦阻 力，但發(fā)氣太大，鑄型的排氣能力又小時(shí)，鑄 型中的氣體壓力增大，阻礙金屬液的流動(dòng) 5 鑄型的蓄熱系數(shù) 鑄型從其中的金屬吸 取并存儲(chǔ)在本身中熱 量的能力 蓄熱系數(shù)愈大，鑄型的激冷能力就愈強(qiáng)，金屬 液于其中保持液態(tài)的時(shí)間就愈短，充型能力下 降 6 鑄型溫度 鑄型在澆注時(shí)的溫度 溫度愈高，液態(tài)金屬與鑄型的溫差就愈小，充 型能力愈強(qiáng) 7 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 各澆道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜情況 結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，流動(dòng)阻力愈大，充型能力愈差 8 鑄件的折算厚度 鑄件體積與表面積之比 折算厚度大，散熱慢，充型能力好 9 鑄件復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜狀況 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄型充填困難 表 2 影響充型能力的因素和原因 習(xí)題 ? 6題。 防止： 芯撐、冷鐵表面不得有銹蝕、油污，并保持干燥。 3. 反應(yīng)氣孔 液態(tài)金屬與鑄型材料、芯撐、冷鐵或熔渣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的氣體。 1mm的稱(chēng)為針孔，危害較大。上浮的氣泡若遇阻礙或金屬液因冷卻而粘度增加等情況，則不能浮出金屬液，鑄件中就形成了析出氣孔。 防止： 降低砂型和型芯的發(fā)氣量和增強(qiáng)鑄型的排氣能力。 1. 侵入氣孔 砂型和型芯中的氣體侵入金屬液中形成的氣孔。 ? 氣孔破壞了金屬的連續(xù)性，減少了其承載的有效截面積，并在氣孔附近引起應(yīng)力集中，降低了鑄件的力學(xué)性能。同時(shí)在鑄鋼和鑄鐵中要嚴(yán)格控制合金中的磷含量。壁厚差別大，形狀復(fù)雜或大而薄的鑄件易產(chǎn)生冷裂。 ? ②冷裂： 冷裂是在較低溫度下，由于熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力的綜合作用形成的，常出現(xiàn)在鑄件受拉伸部位，特別是有應(yīng)力集中的地方（如內(nèi)尖角處和縮孔、氣孔及其非金屬夾雜物的附近）。 ? 特點(diǎn)： 裂紋短、形狀曲折、縫隙寬、斷面有嚴(yán)重氧化、無(wú)金屬光澤、裂紋沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展等，在鑄鋼和鋁合金鑄件中常見(jiàn)。裂紋分為 熱裂和冷裂 兩種。 ? 對(duì)某些重要的、精密的鑄件，如車(chē)床床身等，必須采取去應(yīng)力退火或自然時(shí)效等方法，將殘余應(yīng)力消除，必要時(shí)還可在粗加工后進(jìn)行去應(yīng)力退火或人工時(shí)效（自然時(shí)效），然后再進(jìn)行精加工，以確保零件的精度。 ? 實(shí)踐證明： 盡管鑄件冷卻時(shí)發(fā)生部分變形、但內(nèi)應(yīng)力仍未徹底消除。 圖 116 平板鑄件的變形 防止鑄件變形的措施： 分壁厚盡可能均勻或形狀對(duì)稱(chēng)。 ? 如圖 115所示：車(chē)床床身的導(dǎo)軌部分因較厚而受拉應(yīng)力，床壁部分因較薄而受壓應(yīng)力， 圖 116所示為一平板鑄件，其壁厚均勻，但其中心部分因比邊緣散熱慢、收縮慢而受拉應(yīng)力，邊緣處則散熱較快，收縮較快而受壓力。 圖 113 ? ⑵鑄件的變形及其防止 ? 內(nèi)應(yīng)力影響： 內(nèi)應(yīng)力使鑄件處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)，鑄件厚的部分受拉應(yīng)力，薄的部分受壓應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力在鑄件落砂之后可自行消除。簡(jiǎn)稱(chēng) 機(jī)械應(yīng)力 。見(jiàn)圖112 ② 機(jī)械應(yīng)力（收縮應(yīng)力） mechanical stress 機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。 防止熱應(yīng)力產(chǎn)生的途徑： 縮小鑄件各部位的溫差，使其均勻冷卻。 薄壁或表層 受壓縮。 ? 內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生原因： ? 凝固后固態(tài)收縮受阻引起 + + + +表示拉應(yīng)力 表示壓應(yīng)力 鑄件因壁厚不均勻，或鑄件中存在著較大的溫差，在同一時(shí)間內(nèi)鑄件各部分收縮不同，先冷卻的部位阻礙了后冷卻部位的收縮，在其內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力。 ? 金屬在冷卻過(guò)程中，從凝固終了溫度到再結(jié)晶溫度階段，處于塑性狀態(tài)，在較小的外力作用下，就可以生塑性變形，變形后應(yīng)力可自行消除。 ? ⑴ 內(nèi)應(yīng)力的形成 ? ①鑄件在凝固和其后的冷卻過(guò)程中，因壁厚不均，各部分冷卻速度不同，造成同一時(shí)刻各部分收縮不一致，從而在鑄件中相互制約產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 ? 4. 鑄造內(nèi)應(yīng)力 stress及鑄件的變形 deform和裂紋 鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙時(shí)，在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力稱(chēng)為 鑄造內(nèi)應(yīng)力 。 ? ②縮松的防止 ? 縮松的防止比縮孔困難，目前多采用在熱節(jié)處加冷鐵和加大結(jié)晶壓力的辦法，減少金屬液流動(dòng)的阻力，能達(dá)到部分防止縮松的效果。 定向凝固的缺點(diǎn)： 由于鑄件各部分有溫差，凝固期間容易產(chǎn)生熱裂，凝固后也容易使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形。 冷鐵 熱節(jié) 定向凝固的優(yōu)點(diǎn)： 冒口補(bǔ)縮作用好，可防止縮孔和縮松，鑄件致密。 暗冒口 冒口 — 儲(chǔ)存補(bǔ)縮用金屬液的空腔。凝固期間不容易產(chǎn)生熱裂，凝固后也不易引起應(yīng)力、變形；由于不用冒口或冒口很小而節(jié)省金屬，簡(jiǎn)化工藝、減少工作量。 尋找熱節(jié)的方法 等溫線法 內(nèi)切圓法 冷鐵 同時(shí)凝固 — 整個(gè)鑄件幾乎同時(shí)凝固。見(jiàn)圖 17。 通過(guò)沒(méi)置冒口和冷鐵，使鑄件從遠(yuǎn)離冒口的地方開(kāi)始凝回并逐漸向冒口推進(jìn)，冒口最后凝固 — 亦即使鑄件進(jìn)行 定向（順序）凝固 。冷鐵 Chill：型壁上外設(shè)的鐵塊，用于加快該處的冷卻速度。 縮孔 動(dòng)畫(huà) 縮孔種類(lèi) 分布 特征 存在 部位 容積 大小 形狀 特征 發(fā)生 材料 縮 孔 集 中 上部， 最后 較大 倒錐狀 近共晶 縮 松 分 散 特殊 區(qū)域 細(xì)小 不規(guī)則 遠(yuǎn)共晶 定向凝固 directional freezing： 是通過(guò)安放冒口和冷鐵等工藝措施，實(shí)現(xiàn)人為的順序凝固 。 圖 16 鑄件縮松的形成過(guò)程 ?②縮松的形成（見(jiàn)圖 16）：假定合金在恒溫下凝固或凝固溫度范圍較寬 縮松形成機(jī)理： 樹(shù)枝狀晶體 dendritic crystal 所分隔的晶間液體區(qū)得不到補(bǔ)縮形成的小孔隙。 圖 15 鑄件縮孔形成過(guò)程示意圖 縮孔形成過(guò)程圖解 樹(shù)枝狀晶體分隔開(kāi)的液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致。 ? ⑴縮孔與縮松的形成 ? 由 ?液 、 ?凝 ?體積 ?（得不到補(bǔ)充） ?最后凝固部分產(chǎn)生孔洞 ?形成集中孔洞（縮孔）、細(xì)小分散的孔洞（縮松）。 ? 3. 鑄件中的 縮孔 shrinkage cavity與縮松 ? 鑄件凝固結(jié)束后常常在某些部位出現(xiàn)孔洞，大而集中 的孔洞稱(chēng)為 縮孔 ， 細(xì)小而分散 的孔洞稱(chēng)為 縮松 。 ? ⑶鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件 ?凝 是受阻收縮，不是自由收縮。 ? 2. 影響合金收縮的因素 ? ⑴化學(xué)成分 ? 碳素鋼 C ? ??凝 ? ?固 ?； ? 灰鑄鐵 C、 Si ? ?收縮率 ?； S ? ?收縮率 ?。 液態(tài)收縮和凝固收縮將引起液體鑄件體積的變化，故稱(chēng)體積收縮或體收縮。 體收縮率是鑄件產(chǎn)生 縮孔或縮松 的根本原因。 T凝 ? T固 Solidification shrinkage ③固態(tài)收縮 ?固 從凝固終止溫度（ T固 ）到室溫 T室溫 間的收縮。 液態(tài)收縮 ?液 、凝固收縮 ?凝 、固態(tài)收縮 ?固 液態(tài)收縮 ?液凝固收縮 ?凝固態(tài)收縮 ?固 ①液態(tài)收縮 ?液 從澆注溫度（ T澆 ）到凝固開(kāi)始溫度（即液相線溫度 T液 ）間的收縮。 合金的收縮（控制不好） ?縮孔、縮松、變形、裂紋。 干砂 型鑄型（加熱） ?合金的流動(dòng)性 ?? （ 2）鑄型的阻力 鑄型型腔狹窄、復(fù)雜或鑄型材料發(fā)氣量大 ?型腔內(nèi)氣體 ?（如排氣不暢） ?金屬液流動(dòng)阻力 ??合金的流動(dòng)性 ?。 采用方法： 增加直澆道高度、壓力鑄造、離心鑄造來(lái)提高澆注壓力。 ? 所以 ， 每種合金有自己的合理澆注溫度范圍 。 澆注溫度 ???金屬收縮 ??吸氣 ??氧化 ??縮孔、縮松、氣孔和粘砂 ?。 ? 要求：比液相線溫度高，即存在過(guò)熱度，推遲它的凝固時(shí)間，以保持良好的流動(dòng)性。 而亞共晶合金 ，為中間凝固方式，復(fù)雜枝晶阻礙流動(dòng)，故流動(dòng)性差， 如圖 13b所示。 影響鑄件凝固方式的主要因素 ： 合金流動(dòng)性主要取決于合金化學(xué)成分所決定的 結(jié)晶特點(diǎn) Pb Sb 20 40 60 80 20 40 60 80 0 流動(dòng)性（cm） 100 200 300 溫度（℃） 0 合金的種類(lèi) : 合金不同流動(dòng)性不同 合金的成分： 同種合金，成分不同，其結(jié)晶特點(diǎn)不同，流動(dòng)性也不同。若鑄件內(nèi)外層