【正文】 112 序號 影響因素 定 義 影 響 原 因 1 合金的流動性 液態(tài)金屬本身的流動能力 流動性好，易于澆出輪廓清晰，薄而復雜的鑄件；有利于非金屬夾雜物和氣體的上浮和排除；易于對鑄件的收縮進行補縮 2 澆注溫度 澆注時金屬液的溫度 澆注溫度愈高，充型能力愈強 3 充型壓力 金屬液體在流動方向上所受的壓力 壓力愈大，充型能力愈強。 111 鑄件氣孔和縮孔典型的區(qū)別： ?前者 內壁光滑 后者 內壁粗糙，但在實際生產中氣孔和縮孔玩往往混在一起很難區(qū)別開來，這時就叫氣縮孔。 110 3. 反應氣孔 ? 防止： 芯撐、冷鐵表面不得有銹蝕、油污，并保持干燥 — 液態(tài)金屬與鑄型材料、芯撐、冷鐵或熔渣之間發(fā)生化學反應而形成的氣體。 1mm的稱為針孔，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。 侵入的氣體一般為水蒸氣、一氧化碳、氮氣、碳氫化合物等氣體。 特征： 在砂型和型芯表面附近，比較集中，尺寸較大，孔壁光滑，表面常呈氧化色或藍色、 呈橢球形或梨形。 氣孔是出現(xiàn)在鑄件內部或表層，截面形狀呈圓形、橢圓形、腰圓形、梨形或針頭狀，孤立存在或成群分布的孔洞。 危害： 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 引起應力集中 ， 降低了鑄件的力學性能 。 ③修改結構，加大輪輻和輪緣的連接圓角，以增加強度和減少應力集中。 ①把內澆口開在薄的輪輻處，以實現(xiàn)同時凝固。 特別是有應力集中的地方（如內尖角處和縮孔、氣孔及其非金屬夾雜物的附近）。 產生的原因： 是鑄件中內應力超出合金的強度極限而產生的。 104 5/16/2023 4:28 PM —— 是鑄件處于彈性狀態(tài)即在低溫時形成的裂紋。 103 防止熱裂的措施： ? 應盡量選用凝固溫度范圍小 、 熱裂傾向小的合金； ? 提高鑄型 、 型芯的退讓性 ， 減小機械應力； ?合理設計澆道 、 冒口； ?對于鑄鋼 、 鑄鐵件 ， 嚴格控制硫含量 ， 防止熱脆性 。 ⑵鑄型阻力 鑄型的退讓性愈好，機械應力愈小，熱裂傾向小。 灰鑄鐵、球鑄熱裂 傾向小 。 101 102 形成熱裂的主要因素 ⑴合金性質 結晶溫度范圍寬 ，液、固兩相絕對收縮量愈大， 熱裂傾向也愈大。 99 特征： 裂紋短、形狀曲折、縫隙寬、斷面有嚴重氧化、無金屬光澤、裂紋沿晶界產生和發(fā)展等，在鑄鋼和鋁合金鑄件中常見。 例如， w(C)＝ %的碳鋼，室溫強度＞ 480 MPa，而在1300— 14l0℃ 時的高溫強度 h＜ 。 1） 熱裂 Hot Tearing 在凝固末期 、 接近固相線的高溫下形成的裂紋 。 98 如果鑄造內應力超過合金的強度極限時，鑄件便會產生裂紋。帶有殘余應力的鑄件，變形使殘余應力減小而趨于穩(wěn)定。 ③ 在薄壁處 附加工藝筋 。 ① 防止鑄件變形的根本措施是 減少鑄造內應力 。 薄部、表面 受壓應力，出現(xiàn) 外凸變形 。如果 內應力超過 合金的 屈服極限 時，則鑄件本身總是力圖 通過變形來減緩內應力 ，因此細而長或大又薄的 鑄件易發(fā)生變形 。 ③采用自然時效、人工時效等方法 消除鑄件中產生的熱應力。 91 退讓性 ，及早落砂、打箱以消除機械阻礙，將鑄件放入保溫坑中緩冷，都可減小鑄造應力。 將內澆道開設在薄壁處，在厚壁部位安放冷鐵使鑄件各部分溫差很小，同時進行凝固，由此熱應力 可減小到最低限度。 ?機械應力在鑄件落砂之后可自行消除。簡稱 機械應力 。 89 ② 機械應力（收縮應力） mechanical stress 機械應力是暫時應力。凝固期間不容易產生熱裂，凝固后也不易引起應力、變形； ?由于不用冒口或冒口很小而節(jié)省金屬，簡化工藝、減少工作量。 88 冷鐵 ?同時凝固 — 整個鑄件幾乎同時凝固 。 防止熱應力產生的途徑： 縮小鑄件各部位的溫差，使其均勻冷卻。 薄壁 或 表層受壓縮 。 熱應力 和 合金的彈性模量 、 線收縮系數(shù) 、 鑄件各部分壁厚差別及溫度差 成正比 。 ⑴內應力的形成 85 第一階段 T0— T1（ a) : 高溫階段 ， 塑性狀態(tài) ， Ⅰ 桿 、 Ⅱ 桿都是塑性變形 ，無熱應力 ； 圖 110熱應力的形成 以框架鑄件為例 ， 說明熱應力的形成過程 ， 如圖 110所示 ，其熱應力形成過程分三階段 。 內應力 熱應力 機械應力 鑄件在 凝固和冷卻 的過程中，由于鑄件的壁厚不均勻， 各部分冷卻速度不同，造成同一時刻各部分收縮不一致，從而在鑄件中相互制約產生 熱應力 thermal stress 。 ?定向凝固的優(yōu)點： ?定向凝固的缺點： 84 4. 鑄造內應力及鑄件的變形和裂紋 鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙時，在鑄件內部產生的內應力稱為 鑄造內應力。 冒口補縮作用好，可防止縮孔和縮松，鑄件致密。 ?縮松轉化為縮孔的方法： 83 由于鑄件各部分有溫差，凝固期間容易產生熱裂，凝固后也容易使鑄件產生應力和變形。 冷鐵 熱節(jié) 82 盡量選擇凝固區(qū)域較窄的合金，使合金傾向于逐層凝固； 對凝固區(qū)域較寬的合金，可采用增大凝固的溫度梯度辦法。 內澆道的設計： 冷鐵的設計： 79 ? 冷鐵的使用圖解 1 2 3 冷鐵 Chill Chills are metallic objects, which are placed in the mould to increase the cooling rate of castings to provide uniform or desired cooling rate. 80 解決縮孔的方法演示 冒口和冷鐵 1 冒口和冷鐵 2 81 暗冒口 冒口 — 儲存補縮用金屬液的空腔。 冒口的設計： 應將冒口安放在鑄件最厚和最高處，其尺寸要足夠大。 ⑵縮孔和縮松的防止 “ 定向凝固 ”原則： 適用于收縮大或壁厚差別大 ， 易產生縮孔的合金鑄件 ， 如鑄鋼 、 高強度灰鑄鐵 、 可鍛鑄鐵等 。 消除縮孔的方法 ①縮孔的防止 76 利用各種工藝措施，使鑄件從 遠離冒口的部分到冒口之間建立一個遞增的溫度梯 ，凝固從 遠離冒口的部分開始 ，逐漸向冒口方向順序進行，最后 是冒口本身凝固。 75 ⑵縮孔和縮松的防止 定向（ 順序） 凝固原則 原則 合理布置內澆道及確定澆鑄工藝。 74 在內接圓直 徑最大 的部分 (稱為“熱節(jié)” )，有較多的金屬積聚，往往最后凝固，容易產生縮孔和縮松。 73 ⑵縮孔和縮松的防止 ?判斷縮孔出現(xiàn)的方法 ①等溫線法 根據鑄件各部分的散熱情況，把同時到達凝固溫度的各點連接成等溫線 ，逐層向內繪制， 直道最窄的截面上的等溫線相互接觸為止 。 3） 結晶溫度范圍寬的合金 ， 傾向于糊狀凝固 ， 易形成縮松 。 圖 16 鑄件縮松的形成過程 70 71 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 細小 不規(guī)則 遠共晶 72 ?縮孔縮松的形成規(guī)律 1） 合金的液態(tài)收縮和凝固收縮越大 （ 如鑄鋼 、 白口鐵等 ） ， 鑄件越易 形成縮孔 。 縮松 動畫 69 縮松分為宏觀縮松和顯微縮松： 宏觀縮松用肉眼或放大鏡即可看到；