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铸造简介01铸件的凝固02铸件缺陷目录1、铸件的凝固1)金属的凝固方式

其决定了铸件的铸态组织及某些铸造缺陷的形成,对铸件质量,特别是铸件力学性能,起决定性的作用。液态合金的结晶与凝固是铸件形成过程的关键环节。

1)金属的凝固方式凝固方式逐层凝固体积凝固中间凝固铸件的“凝固方式”是依据凝固区的宽窄来划分的。2)逐层凝固方式

图为恒温下结晶的纯金属或共晶成分合金某瞬间的凝固情况,tc是结晶温度,T1和T2是铸件断面上两个不同时刻的温度场。从图中可以看到,在凝固过程中其铸件断面上的凝固区域宽度等于零,随温度的下降,固体层不断加厚,逐步达到铸件中心,这种情况称为“逐层凝固”。3)体积凝固方式如图若合金的结晶温度范围很宽,或因铸件断面温度场较平坦铸件凝固的某一段时间内,其凝固区域很宽,甚至贯穿整个铸件断面,而表面温度高于tS,这种情况称为“体积凝固方式”,或称“糊状凝固方式”。4)中间凝固方式如图若合金的结晶温度范围较窄或因铸件断面的温度梯度较大,铸件断面上的凝固区域宽度介于前二者之间时,则属于“中间凝固方式”。2.铸件缺陷

常见的缺陷有偏析、缩孔(集中、分散)、疏松、铸造应力及变形、夹杂物等

1)缩孔金属凝固时体积要收缩,金属收缩后,原来能填满铸型的液态金属,凝固后就不能再填满,如果没有液态金属继续补充的话,就会出现孔洞,称为缩孔。其形成过程如下图:缩孔是一种重要的铸造缺陷2)缩松树枝晶结晶时不能保证液体的补给而在枝晶间和枝晶内形成的细小分散的缩孔。为了减少疏松,可改善液体的补给条件。液体缩松凝固疏松在热轧过程中可以焊合。缩松形成原因即分散缩孔

铸件凝固时收缩未能得到补足,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,其示意图如下:3)铸造应力及变形

铸件凝固后继续冷却,若收缩受阻,则在铸件内会产生铸造应力。它是铸件产生变形和裂纹的基本原因。铸造应力分为热应力和收缩应力。其变形过程如下图:应力及变形产生的后果车床床身导轨面较厚,冷却慢而存在拉应力,侧壁薄冷却快而产生压应力,结果使床身产生向下凹的弯曲变形。车床床身的弯曲变形法兰固态收缩时,因受铸型、型芯、浇冒口等的阻碍,应力同时作用超过了铸件的强度极限时,铸件将产生裂纹。同时凝固定向凝固远离冒口的部分先凝固,然后朝冒口方向凝固,防止缩孔。保证铸件各部分间无温差或温差尽量小,使其同时凝固,消除铸件热应力。缩孔、缩松、应力和变形的防止方法

通常把混入金属中的炉衬耐火材料或炉渣颗粒属于外来夹杂物;在

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