缩松与缩孔
铸钢件缩孔和缩松的形成与预防
F铸造oundry热加工热处理/锻压/铸造2011年第15期69铸钢件缩孔和缩松的形成与预防宁夏天地奔牛实业集团有限公司（石嘴山753001）王福京缩孔和缩松从本质上来说，是因为型内的金属产生收缩而引起的，但是不同种类的金属，其形成缩孔和缩松的机理有所不同。
1.产生机理从铸钢件角度来分析，钢液注满型腔后，由于型壁的传热作用，型内钢液形成自型壁表面至铸件壁厚中心温度逐渐升高的温度梯度。
随着型壁传热作用不断地进行，型内钢液温度不断降低。
当与型壁表面接触的钢液温度降至凝固温度时，铸件的表面就开始凝固，并形成一层固体状态的硬壳。
如果这时浇注系统已经凝固，那么硬壳内处于液体状态的钢液就与外界隔绝。
当型内钢液温度进一步降低时，硬壳内的钢液一方面因温度降低而产生液态收缩，另一方面由于硬壳的传热作用，使与硬壳接触的钢液不断结晶凝固，从而出现凝固收缩。
这两种收缩的出现，将使硬壳内钢液液面下降。
与此同时，处于固体状态的硬壳，也因温度的降低而产生固态收缩，对于铸钢件来说，由于液态收缩和凝固收缩的总和是大于固态收缩的，因此在重力作用下，硬壳内钢液液面将下降，并且与上部硬壳脱离接触。
随着型内钢液温度不断地降低和硬壳内钢液不断地凝固，硬壳越来越厚，而钢液越来越少。
当铸件内最后的钢液凝固后，铸件上部的硬壳下面就会出现一个孔洞，这个孔洞即为缩孔。
虽然凝固后的铸件自高温状态冷却至室温时，还将产生固态收缩，从而使整个铸件和其内部缩孔的体积稍有减小，但并不会改变缩孔体积与铸件体积的比值。
由于凝固层厚度的增加和钢液的减少是不断进行的，因而从理论上来说，缩孔的形状是漏斗状的。
并且因残存的钢液凝固时不能得到补缩，所以在产生缩孔的同时，往往也伴随着缩松的出现。
用肉眼能直接观察到的缩孔为宏观缩孔，而借助于放大镜或将断面腐蚀以后才能发现的缩孔为微观缩孔。
一般情况下，宏观缩孔可以用补焊的手段来解决，而微观缩孔就无法处理了，一般都是成片出现的微小孔洞。
缩孔和缩松及其控制方法
缩孔和缩松及其控制方法缩孔和缩松是在材料加工和制造过程中常见的问题，对于产品的质量和性能有着重要影响。
本文将分别介绍缩孔和缩松的概念、原因以及控制方法。
一、缩孔缩孔指的是材料加工或制造过程中产生的孔洞或空隙，一般是由于材料内部气体无法完全排除或者材料收缩不均匀而引起的。
缩孔问题会导致产品的力学性能下降、密封性能降低以及外观质量不佳等问题。
造成缩孔的原因有多种，主要包括以下几个方面：1. 材料本身的问题：一些材料由于其特殊的化学成分或物理性质，容易产生气泡或者孔洞。
这些材料在加工或制造过程中容易出现缩孔问题。
2. 加工工艺的问题：加工过程中，如果温度、压力或者速度等参数控制不当，都有可能导致缩孔问题的发生。
例如，如果温度过高或者加热速度过快，就容易在材料内部产生气泡或者孔洞。
3. 设备的问题：加工设备的性能和状态也会影响材料的缩孔情况。
如果设备的密封性不好或者加工条件不能满足要求，就有可能导致缩孔问题。
针对缩孔问题的控制方法主要包括以下几个方面：1. 材料选择：选择合适的材料对于缩孔问题的控制非常重要。
一些具有较低缩孔倾向的材料可以有效地减少缩孔问题的发生。
2. 加工工艺优化：通过合理调整加工工艺参数，如温度、压力、速度等，可以减少缩孔问题的发生。
例如，采用适当的加热温度和加热时间可以降低材料内部气泡的产生。
3. 设备改进：改进加工设备的密封性能和控制能力，能够有效地减少缩孔问题。
定期检查和维护设备，确保其处于良好的工作状态也是很重要的。
二、缩松缩松是指在材料加工或制造过程中，由于材料的收缩不均匀而导致的形状尺寸偏差。
缩松问题会导致产品的尺寸不准确，甚至无法满足设计要求。
造成缩松的原因主要包括以下几个方面：1. 材料本身的问题：一些材料由于其特殊的物理性质，在加工或制造过程中容易出现收缩不均匀的情况，从而导致缩松问题的发生。
2. 加工工艺的问题：加工过程中，如果温度、压力或者速度等参数控制不当，都有可能导致材料收缩不均匀，出现缩松问题。
3.2.2 缩孔、缩松的形成及防止方法
缩孔、缩松的形成及防止方法副教授：陈云铸件中的缩孔与缩松液态金属在铸型内凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩导致体积缩小，若其收缩得不到补充，就在铸件最后凝固的部分形成孔洞。
大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。
（a）铝合金缩孔、缩松（b）金相显微镜下缩松（c）扫描电镜下缩松一、缩孔的形成纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表及里的逐层凝固。
在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后凝固的地方就会产生缩孔。
缩孔形成的条件：铸件呈逐层凝固方式凝固，成分为纯金属或共晶成分的合金。
缩孔产生的基本原因：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。
缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域，如壁较厚大的上部或铸件两壁相交处，这些地方称为热节。
热节位置可用画内接圆的方法确定。
用画内切圆法确定缩孔位置二、缩松的形成铸件最后凝固的收缩未能得到补充，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。
缩松形成的条件：铸件主要呈糊状凝固方式凝固，成分为非共晶成分或有较宽结晶温度范围的合金。
形成缩松的基本原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值。
缩松一般出现在铸件壁的轴线区域、冒口根部、热节处，也常分布在集中缩孔的下方。
三、影响缩孔和缩松形成的因素1、合金成分结晶温度范围越小的合金，产生缩孔的倾向越大；结晶温度范围越大的合金，产生缩松的倾向越大。
铁碳合金成分和体积收缩的关系V总—总体积收缩容积；V孔—缩孔容积；V松—缩松容积2、浇注条件提高浇注温度时，合金的总体积收缩和缩孔倾向增大。
浇注速度很慢或向冒口中不断补浇高温合金液，使铸件液态和凝固收缩及时得到补偿，铸件总体积收缩减小，缩孔容积也减小。
V 总—总体积收缩容积；V 孔—缩孔容积；V 松—缩松容积铁碳合金成分和体积收缩的关系3、铸型材料铸型材料对铸件冷却速度影响很大 。
防止缩松缩孔
第四节防止缩孔缩松的途径一、缩孔和缩松的相互转化对于一定成分的合金，浇注温度一定时合金的收缩体积满足以下关系：总收缩体积＝液态收缩体积＋凝固收缩体积＝缩孔体积＋缩松体积＝常数。
但是，缩孔和缩松体积可以相互转化，造成转化的根本原因是凝固方式的改变：即体积凝固还是逐层凝固。
表8－2给出了影响缩孔和缩松体积相互转化的因素。
表8－2 缩孔、缩松互相转换的影响因素二、防止缩孔和缩松的途径防止铸件中产生缩孔和缩松的基本原则是针对该合金的收缩和凝固特点制定正确的铸造工艺，使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，尽可能地使缩松转化为缩孔，并使缩孔出现在铸件最后凝固的地方。
这样，在铸件最后凝固的地方安臵一定尺寸的冒口，使缩孔集中于冒口中，或者把浇口开在最后凝固的地方直接补缩，即可获得健全的铸件。
使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，主要是通过控制铸件的凝固方向使之符合“顺序凝固原则”或“同时凝固原则”。
1、顺序凝固(progressive solidification)铸件的顺序凝固原则，是采用各种措施保证铸件结构上各部分，按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口部分，最后才是冒口本身凝固的次序进行，亦即在铸件上远离冒口或浇口的部分到冒口或浇口之间建立一个递增的温度梯度，如图8-8所示。
铸件按照顺序凝固原则进行凝固，能保证缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。
逐层凝固是指铸件某一断面上，先在铸件表面形成硬壳，然后它逐渐向铸件中心长厚，铸件中心最后凝固。
因此，顺序凝固和逐层凝固是两个不同的概念。
铸件的结构，以及由铸造条件所形成的温度场，是决定铸件凝固方向的主要因素，可用下例说明。
图8-9a是带冒口的板状铸件，厚度为δ，金属液从冒口浇入，即上注式。
右图是铸件纵截面上中心线的温度曲线及随时间变化情况。
因为金属液是从冒口浇入的，所以中心线上A、B、C三点的温度依次向冒口方向递增，t液—t固是合金的凝固温度范围。
图8-9b表示该铸件A、B、C三点的横截面上径向温度分布及随时间变化情况。
焊接缩孔与缩松的机理及因素及防止措施
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
温度 /℃ 温度 温度 m ＝ （ 100 ％ n （ T ) L S ) V（ LS） 0 L S V 液 V 液 浇 V 凝 S 固 V ( L V 固 /℃ /℃
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a）明缩孔
b）凹角缩孔
c）芯面缩孔
d）内部缩孔
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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。
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 。而固相收缩对应力、变形
与裂纹影响较大。
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二、缩孔与缩松的分类及特征 缩孔 缩松
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 《材料成形基本原理》
（一）影响缩孔与缩松的因素
金属的性质 铸型的冷却能力 (收缩系数α大) (蓄热系数b小)
浇注温度与浇注速度 (高，快） 铸件尺寸 补缩能力 （大） （弱）
例：铸铁的缩孔、缩松倾向
铸铁件缩松、缩孔、凹陷缺陷的原因分析与防止方法
2019年第2期热加工79F锻造与铸造orging &Casting铸铁件缩松、缩孔、凹陷缺陷的原因分析与防止方法■王姗姗，程凯，靳宝，赵新武摘要：结合生产实践，依据缩松、缩孔、凹陷等缺陷的特征分类，整理了产生的原因，以及采取的纠正预防措施。
有关书籍对缩松、缩孔的产生均有阐述，只是进一步结合几种材质作了补充和整理，以求不断地完善。
关键词：缩松；缩孔；原因分析；防止方法一、缩松1. 特征在铸件内部有许多分散小缩孔，其表面粗糙，水压试验时渗水。
典型案例如图1～图5所示。
发现方法：用机械加工、磁粉探伤可发现。
2. 原因分析（1）工艺设计不合理。
铸件的结构、形状及壁厚的影响。
孤立热节多，尺寸变化太大，厚断面得不到足够的补缩。
（2）浇注系统、冷铁、冒口设计不合理，冒口的补缩效果差。
（3）浇注温度不合理，温度太高或太低均会影响冒口的补缩效果。
（4）铸型紧实度低，铸型刚度差。
石墨化膨胀造成型腔扩大，铸件收缩时由于补缩不足形成缩松。
图1 缩松图2 硅钼球铁4mm处缩松图4 硅钼材质蜂窝状显微缩松图3 高镍奥氏体球铁的缩气孔图5 接触热节产生的缩松图6 鸭嘴顶冒口2019年 第2期 热加工80F锻造与铸造orging &Casting（5）碳、硅含量低，磷含量较高；凝固区间大。
硅钼和高镍球墨铸铁对碳、硅含量和氧化铁液的敏感性特大，铁液严重氧化或碳、硅量低时，易出现显微缩松。
即便在薄壁处也容易出现缩松（见图2、图3、图4）。
（6）孕育不充分，石墨化效果差。
（7）残余镁量和稀土量过高。
钼含量较高时也会增加显微缩松。
（8）浇注速度太快。
（9）炉料锈蚀，氧化铁多。
（10）铁液在电炉内高温停放时间太长，俗称“死铁水”，造成严重氧化。
（11）冲天炉熔炼时底焦太底，风量太大，元素烧损大，铁液严重氧化。
（12）冒口径处形成接触热节产生缩松（见图5）。
（13）压箱铁不够（或箱卡未锁紧，箱带断裂等），浇注后由于涨箱造成缩松。
【材料成型原理--铸造】第14章 缩孔与缩松
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收缩三个阶段
铸造合金从浇注温度冷却到常温，一般要经历以下三个收缩阶段：
• 1．液态收缩：合金从浇注温度冷却到液相线温度发生的体收缩。
• 2．凝固收缩：金属从液相线温度到固相线温度间产生的体收缩。
对于纯金属和共晶合金，凝固期间的体收缩是由于状态的改变， 与温度无关，具有一定的数值。
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铸铁的收缩 1液态收缩 2凝固收缩：白口铁参考铸钢（两部分）
灰口铁有石墨膨胀 3固态收缩：
珠光体转变前收缩 共析转变膨胀（铁素体膨胀+渗碳体收缩、石墨 膨胀） 珠光体转变后收缩
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第二节 缩孔与缩松的形成机理
1、缩孔：铸造合金在凝固过程中，由于液态收缩和凝固 收缩的产生，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称 为缩孔，把尺寸较大而且集中的孔洞称为集中缩孔，简 称缩孔。
• 2、条件： 铸件由表及里逐层凝固。
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二、缩松的形成
当某种成分下的合金结晶温度范围较宽时， 通常按体积凝固的方式凝固。凝固区域宽，晶 体容易发展成为树枝发达的粗大等轴晶，当固 相约占70％(体积分数)时，尚未凝固的液体被 分割为一个个互不相通的小熔池。
随温度降低，同样要发生液态收缩、凝 固收缩和固态收缩，由于合金的液态收缩和凝 固收缩大于固态收缩，出现的细小孔洞得不到 外部合金液的补充而形成分散性的细小缩孔， 即缩松。
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• 由于按照体积凝固方式凝固，铸件表面在 凝固后期没有形成坚固的外壳，如果铸型刚度 不够，膨胀力将迫使型壁外移。尺寸精度变差。 • 随着石墨球的长大，共晶团之间的间隙逐 步扩大，使得铸件普遍膨胀。共晶团之间的间 隙就是球墨铸铁的显微缩松，并布满铸件整个 断面，所以球墨铸铁铸件产生缩松的倾向性很 大。 • 如果铸件厚大，球墨铸铁铸件这种较大的 缩前膨胀也会导致铸件产生缩孔。 • 如果铸型刚度足够大，石墨化的膨胀力能 够将缩松挤合。在这种情况下，球墨铸铁也可 看作是具有“自补缩”能力。
二、铸件中的缩孔和缩松讲解
1、缩孔与缩松的形成 （1）缩孔（又称集中缩孔）
• 形成 • 形状：倒锥形 • 形成部位最后凝固处 • 易形成缩孔的合金：纯金属，共晶成分
的合金→逐层凝固
图2-4 缩孔形成过程
Fig.2-4 The formation of Shrinkage Void
The formation of Thermal Stress
Internal Stress,Deformation and
Crack of Casting
• 结论：铸件中厚的部分最后冷却，总是 受拉应力，反之，薄的部分受压应力。
• 热应力的预防：采用同时凝固的方法 （不管壁厚如何，同时一起收缩，可避 免热应力的产生）。
Internal Stress,Deformation and Crack of Casting
铸造内应力：铸件冷却时因固态收缩受 阻碍，在铸件内部产生的应力。
一、内应力的形成
类型— 热应力、机械应力 1、热应力
• 热应力的形成 • 形成原因—铸件的壁厚不均匀，冷却和
收缩先后不一致造成内应力。
图2-8 热应力的形成
• 适用的合金：普通灰口铸铁（缩孔缩松 倾向小），锡青铜
2、机械应力
二、铸件的变形与预防
Deformation of the Cast and Its Prevention
具有内应力的铸件处在一种不稳定的状 态— 它会通过适当的变形来减缓自身的 内应力，趋于一种稳定状态。
例1 T型型材的变形 例2 机架的变形 例3 机床床身
顺序凝固法的总体思路：合金的收缩不 可避免，可使缩孔形成在铸件外部的冒 口内（该处为最后凝固处）。
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铸件缩孔、缩松产生的原因1、铸件结构方面的原因由于铸件断面过厚，造成补缩不良形成缩孔。
铸件壁厚不均匀，在壁厚部分热节处产生缩孔或缩松。
由于铸孔直径太小形成铸孔的砂芯被高温金属液加热后，长期处于高温状态，降低了铸孔表面金属的凝固速度，同时，砂芯为气体或大气压提供了信道，导致了孔壁产生缩孔和绣松。
铸件的凹角圆角半径太小，使尖角处型砂传热能力降低，凹角处凝固速度下降，同时由于尖角处型砂受热作用强，发气压力大，析出的气体可向未凝固的金属液渗入，导致铸件产生气缩孔。
2、熔炼方面的原因液体金属的含气量太高，导致在铸件冷却过程中以气泡形式析出，阻止邻近的液体金属向该处流动进行补缩，产生缩孔或缩松。
当灰铸铁碳当量太低时，将使铁水凝固时共晶石墨析出量减少，降低了石墨化膨胀的作用，使凝固收缩增加，同时也降低铁水的流动性。
认而降低铁水的自补缩能力，使铸件容易产生缩孔或缩松。
当铁水含磷量或含硫量偏高时，磷是扩大凝固温度范围的元素，同时形成大量的低熔点磷共晶，凝固时减少了补缩能力。
硫是阻碍石墨化的元素，硫还能降低铁水的流动性。
同时，铁水氧化严重，也降低液体金属的流动性，使铸件产生缩孔或缩松。
孕育铸铁或球墨铸铁在浇注前用硅铁等孕育剂进行孕育处理时，如果孕育不良，将导致铁水凝固时析出大量的渗碳体，从而使凝固收缩增加，产生缩孔或缩松。
3、工艺设计的原因（1）浇注系统设计不合理浇注系统设计与铸件的凝固原则相矛盾时，可能会导致铸件产生缩孔或缩松。
主要表现为浇注位置不合适，不利于顺序凝固，内浇口的位置及尺寸不正确。
对于灰铸铁和球墨铸铁，如果将内浇口开在铸件厚壁处，同时内浇口尺寸较厚，浇注后，内浇口则长时间处于液体状态。
在铁水凝固发生石墨化膨胀的作用下，铁水会经内浇口倒流回直浇道，从而使铸件产生缩孔和缩松。
（2）冒口设计不合理冒口位置、数量、尺寸及冒口颈尺寸未能促进铸件顺序凝固，都可能导致铸件产生缩孔和缩松。
如果在暗冒口顶部未放置出气冒口，或冷铁使用不当，也会导致铸件产生缩孔和缩松。
（3）型砂、芯砂方面的原因型砂（芯砂）的耐火度及高温强度太低，热变形量太大。
当在金属液的静压力或石墨化膨胀力的作用下，型壁或芯壁会产生移动。
使铸件实际需要的补缩量增加或在膨胀部位出现新的热节，导致铸件产生缩孔和缩松。
这种现象对大中型铸件是很敏感的。
另外，如果型砂中水分含量太高，将使型壁表面的干燥层厚度减少和水分凝聚区的水分增加，范围扩大，从而使型壁的移动能力增加，导致缩孔及缩松的产生。
（4）浇注方面的原因浇注温度太高，使液态金属的液态收缩量增加；太低时，又会降低冒口的补缩能力，特别是采用底注式浇注系统时更明显，铸件往往在下部产生缩孔和缩松。
当冒口没有浇满或对大中型铸件没有用金属液对明冒口进行补浇时，这将降低冒口的补缩能力，引起铸件产生缩孔或缩松。
铸件的缩孔和缩松的特征铸件形成后，在最后凝固部位，由于收缩出现的集中孔洞称为缩孔，分散而细小的孔洞称为缩松。
缩孔和缩松通常发生在铸件内部。
由于缩孔、缩松的存在，将减少铸件的有效承载截面积，甚至造成应力集中而大大降低铸件的物理和力学性能。
由于铸件的连续性被破坏，使铸件的气密性、抗蚀性等性能显著降低；加工后铸件表面的粗糙度提高。
所以，缩孔和缩松是铸件的主要缺陷之一，应予以防止。
金属在凝固过程中，当液态收缩与凝固收缩之和大于固态收缩时，就有可能在铸件内部留下孔洞。
由于金属性质和凝固条件的不同引起的缩孔、缩松类缺陷常有以下几种形式：1、缩孔缩孔的孔洞大而集中，缩孔的形状不规则，孔壁粗糙。
缩孔有出现在铸件外部和铸件内部两种，分别称为外缩孔和内缩孔。
外缩孔是指因金属液的凝固收缩而在铸件的外部或顶部形成的缩孔，一般在铸件上部呈漏斗状。
当铸件壁厚很厚时，有时出现在侧面或凹角处。
根据铸件的形状有所不同，漏斗状的下端有的较浅，有的一直深到铸件的内部。
一般来说，产生外缩孔的铸件其内部是致密的。
内缩孔是铸件凝固收缩时，在铸件内部产生的缩孔。
内缩孔呈不规则的粗糙孔壁，并且有凝固时产生的树枝状晶，一般为暗黑色或褐色。
内缩孔不限于铸件内部，有时在壁厚急变的拐弯处产生内缩孔，与表面相近，这时，内缩孔与外缩孔就难以区别了。
2、缩松缩松是铸件断面上出现的分散而细小的缩孔，有时借助放大镜才能发现。
铸件有缩松缺陷的部位，在气密性试验时，可能产生渗漏。
缩松的孔洞多而小，似海绵状，常出现在铸件最后凝固的部位，如在缩孔的下方或铸件截面的中央（轴线缩松）。
当铸件呈同时凝固时，特别是糊状凝固的金属（如球墨铸铁等），容易生成分散的孔洞，即缩松。
铸件质量检验生产中由于认识水平和生产条件的限制，铸件出现这种或那种缺陷是完全可能的。
铸件的质量是否符合技术条件所规定的要求，必须通过检验才能评定。
铸件质量检验是根据用户要求和图样技术条件等有关协议的规定，用目测、量具、仪表或其他手段检验铸件是否合格的操作过程。
铸件质量检验不仅是为了发现缺陷，而且可根据对缺陷的判断，进一步找出产生缺陷的原因，制定出防止缺陷的措施。
铸件质量的内容，从满足用户要求出发，应包括外观质量，内在质量和使用质量三个方面。
（1）铸件外观质量指铸件表面状况和达到用户要求的程度。
包括铸件表面的粗糙度、表面缺陷、尺寸公差、形状偏差、重量偏差等。
检查铸件的表面质量，一般用观察法或用有关量具、仪器等进行测量。
（2）铸件内在质量指一般不能用肉眼检查出来的铸件内部状况和达到用户要求的程度。
主要包括化学成分、物理和力学性能，金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷。
内在质量的检验可用化学分析、材料试验、金相检查、无损探伤等方法。
（3）铸件的使用质量指铸件能满足使用要求的性能。
如在强力、高速、磨损、腐蚀、高热等不同条件下的工作性能，切削性能、焊接性能、运转性能等。
目前，我国对铸件质量分等，已制定的相关标准为：JB/JQ 8200l一90《铸件质量分等通则》，对铸件外观质量制订的国家标准有：GB 6414—1986《铸件尺寸公差分等》，GB60601—1985《铸件表面粗糙度》，GB/T11351—1989《铸件质量公差》等。
防止铸件夹杂类缺陷的措施在金属熔炼方面的措施，防止在熔炼过程中带入其他有害金属；使用质量好的原材料，控制炉料及孕育剂、球化剂的尺寸不宜太大或太小。
精炼剂和变质剂应烘干后使用。
在熔炼过程中，加入适量的溶剂，使金属液中的夹杂物和有害元素等杂质容易生成熔点低、流动性好、密度与金属液相差较大的熔渣，易与金属液分离。
对金属液进行充分的精炼，去除金属液中的夹杂物。
对铸钢熔炼应进行充分脱氧和脱硫处理。
在金属液上覆盖一层溶剂，使上浮的熔渣能被吸附，有利于去除。
对于加入高熔点的中间合金，适当提高熔炼温度，有利于高熔点合金的熔化，有时可以采用搅拌措施，使金属液成分均匀。
应注意搅拌后，金属液应静置一段时间，待熔渣充分上浮后再浇注。
造型操作中，保证砂型紧实度均匀，砂芯应有足够的高温强度。
合型应准确无误，保证砂型的完好。
严格执行铸造工艺规程，防止砂型和砂芯烘干过程中，产生过烧现象。
合理设计浇注系统，在浇注系统中加设挡渣装置，如过滤网、集渣包等。
浇注前，可静置金属液，浇注中，要有挡渣措施，浇注速度不宜太快，浇包距离浇口杯不要太高，避免产生金属液飞溅，导致冷豆生成。
铸造应力的产生原因及特点1、铸造应力的产生通常说的铸造应力，有时是泛指，即不论产生应力的原因如何，凡铸件冷却过程中尺寸变化受阻，产生的应力都称作铸造应力。
但通常指的铸造应力多指残余应力。
铸件有残余应力时，经机械加工后可能产生新的变形，使零件精度降低或尺寸超差；若铸件承受的工作应力与残余应力方向相同而叠加，就可能超过材料强度极限而破坏；有残余应力的铸件在长期存放后，会产生变形；若在腐蚀介质中存放或工作时，还会产生应力腐蚀而开裂。
因此，应尽量减少铸件冷却过程中产生的残余应力并设法消除之。
铸件凝固结束后，铸件都要随着温度的下降发生固态收缩或相变，在固态相变的同时，有相变体（线）膨胀或收缩，由于厚壁铸件外层比内层冷却的快，壁厚不同的铸件厚壁冷的慢，薄壁冷的快。
从而导致外层与内层，厚壁与薄壁固态线收缩率（mm/s）不一致，使厚壁的外层和内层、厚壁与薄壁就相互制约收缩，发生拉伸或压缩变形。
在固态冷却前期，薄壁降温比厚壁快，产生的收缩量较大，从而使薄壁部位受到拉伸变形，产生拉应力，而在厚壁部位形成压缩变形，产生压应力；在冷却后期，厚壁的降温又比薄壁快，产生的收缩量较薄壁部位大，所以又在厚壁部位形成拉伸变形，产生拉应力，而在薄壁部位形成压缩变形，产生压应力。
如果在冷却前期和冷却后期形成的应力能相互抵消，则铸件最终不产生应力，而只在冷却过程中表现出来的应力称为临时应力。
如果两种应力不能相互抵消，则有一部分应力会残留在铸件上，这种应力称为残余应力。
除此之外，铸件的固态线收缩还受到外部因素的阻碍（如砂芯、冒口、浇注系统等），如果外部因素退让性不足，温度下降时不能实现应有的收缩值，铸件将产生拉应力。
在冷却过程中，固态收缩由于上述各种因素的影响，使铸件的收缩受阻，发生变形而产生应力，这种应力为铸造应力。
铸造应力包括：热应力、相变应力、收缩应力三种。
2、铸造残余应力铸件清理完后，仍然存在宏观的残余应力。
残余应力也称“内应力”。
铸件残余应力不是一种铸造缺陷，但对铸件产生裂纹和变形起着重要的作用。
铸件的残余应力（拉应力）大于材料的抗拉强度时，就会使铸件产生裂纹；当铸件存在残余应力时，会使铸件变“脆”；残余应力还会使铸件产生应力腐蚀开裂。
铸件残余应力有宏观和微观之分，按形成原因可分为热应力型残余应力、相变型残余应力、收缩应力型残余应力。
生产实践表明铸件残余应力主要为热应力型，即为残余热应力。
防止铸件产生缩孔、缩松的措施1、控制铸件的凝固方向凝固方向应符合定向凝固或同时凝固的原则。
（1）定向凝固采用各种措施保证铸件结构上各部分按照远离冒口的部分先凝固，然后是靠近冒口部分，最后是冒口本身的凝固。
建立顺序凝固的条件是液体补偿通道畅通。
可正确选择铸件的浇注位置，采用冷铁或其他激冷材料；放置尺寸足够大，数量足够多的冒口，保证有足够的金属液对铸件就近补缩；用发热冒口来提高冒口的温度、添加保温剂减缓冒口的冷却速度；适当提高冒口的高度；采用大气压力冒口来提高冒口补缩能力等。
（2）均衡凝固所谓均衡凝固就是利用膨胀和收缩动态叠加的自补缩和浇冒口的外部补缩，采取工艺措施，使单位时间的收缩与膨胀按比例进行的一种凝固工艺原则。
按照这一工艺原则，浇注系统和冒口系统要从铸件的薄壁处引入，补缩工艺设计以自补缩为基础，对于铸铁件，应充分利用石墨化膨胀自补缩，冒口只是补充自补不足的差额。
同时，冒口不应该放在铸件的热节上，冒口既要靠近热节，以利于补缩，又要离开热节，以减少冒口对铸件的热干扰。