合工大材料成形原理课件11凝固缺陷与控制-3缩孔与缩松

1第十一章凝固缺陷与控制第十一章凝固缺陷与控制2液态金属体积收缩变形缩孔缩松热裂纹冷裂纹气体元素杂质元素化合物夹渣气泡气孔过饱和析出降温凝固受拘束应力滞留成分偏析非平衡凝固低熔点共晶第十一章凝固缺陷与控制3第一节合金中的成分偏析第二节气孔与夹杂第三节缩孔与缩松第四节应力第五节热裂纹第六节冷裂纹4§11-3缩孔与缩松5冷却凝固体积收缩缩孔缩松应力变形热裂纹冷裂纹6第三节缩孔与缩松

一、金属的收缩二、缩孔与缩松的分类及特征三、缩孔与缩松的形成机理四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施7液态收缩阶段凝固收缩阶段固态收缩阶段三个阶段一、金属的收缩8图11-14二元合金收缩过程示意图a）合金相图b）有一定结晶温度范围的合金c）恒温凝固的合金a）c）b）成分/％体收缩率/％体收缩率/％nmAB温度/℃温度/℃温度/℃T浇

IIIIIImnIIIIII液态收缩凝固收缩固相收缩910金属从浇注温度冷却到室温所产生的体收缩为液态收缩、凝固收缩和固态收缩之和，即:

εV总＝εV液＋εV凝＋εV固

其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。11二、缩孔与缩松的分类及特征

缩孔

缩松12a）明缩孔b）凹角缩孔c）芯面缩孔d）内部缩孔13缩孔特点常出现于纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围较窄的以层状凝固方式凝固的铸造合金中；多集中在铸件的上部和最后凝固的部位；铸件厚壁处、两壁相交处及内浇口附近等凝固较晚或凝固缓慢的部位（称为热节），也常出现缩孔；缩孔尺寸较大，形状不规则，表面不光滑。14缩松的特点缩松多出现于结晶温度范围较宽的合金中；显微缩松一般出现在枝晶间和分枝之间；常分布在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位；15ABmn？凝固？凝固层状凝固体积凝固16TLTLTSTSGG体积凝固层状凝固树枝晶胞状晶缩松缩孔1718铸件热节处的缩孔与缩松19三、缩孔与缩松的形成机理

缩孔的形成

缩松的形成20缩孔的形成机理纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围窄的合金，在一般铸造条件下按由表及里逐层凝固的方式凝固。由于金属或合金在冷却过程中发生的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，从而在铸件最后凝固的部位形成尺寸较大的集中缩孔。21

铸件中缩孔形成过程示意图22缩松的形成的形成机理结晶温度范围较宽的合金，一般按照体积凝固的方式凝固，凝固区内的小晶体很容易发展成为发达的树枝晶。当固相达到一定数量形成晶体骨架时，尚未凝固的液态金属便被分割成一个个互不相通的小熔池。在随后的冷却过程中，小熔池内的液体将发生液态收缩和凝固收缩，已凝固的金属则发生固态收缩。由于熔池金属的液态收缩和凝固收缩之和大于其固态收缩，两者之差引起的细小孔洞又得不到外部液体的补充，便在相应部位形成了分散性的细小缩孔，即缩松。23四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施（一）影响缩孔与缩松的因素（二）防止铸件产生缩孔和缩松的途径24（一）影响缩孔与缩松的因素

金属的性质；

铸型的冷却能力；

浇注温度与浇注速度；

铸件尺寸；补缩能力。25（二）防止铸件产生缩孔和缩松的途径

顺序凝固

同时凝固

使用冒口、补贴和冷铁

26顺序凝固方式示意图纵向温度分布曲线距离温度冒口浇口27

同时凝固方式示意图内浇道IIIIII距离纵向温度分布曲线温度冷铁28谢谢大家2930表11-2亚共晶铸铁的液态收缩率εV液碳的质量分数wC/％2.02.53.03.54.0εV液（T浇＝1400℃）/%0.61.42.33.44.6εV液（T浇－TL＝100℃）/%1.51.71.82.02.131表11-4亚共晶铸铁的凝固体收缩率εV凝碳的质量