第14章 缩孔与缩松
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 。
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
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（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
【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。
缩孔、缩松的预测
铸铁缩孔、缩松的热分析测量与预防天津汇丰探测装备有限公司马建华概述:铁水质量的热分析方法源于金属学中的相图理论，在发达国家早已广泛用于铁水的在线检测和控制，是高质量铸铁生产中依赖的检测手段，在提高资源利用率、节能减排中发挥着重要的作用。
随着我们对热分析技术的了解，能够改变我们以往仅从成分角度来进行材质控制的初级状态。
可以使我们对活性成分的概念、型核物质的作用、消除缺陷的机理从理念上发生质的飞跃。
为了使大家能够掌握热分析技术的优势，正确使用热分析解决生产中具体的质量问题，普遍提高我国的铸件材质水平和参与国际市场竞争的能力。
在此依个人之浅见就热分析测量和预防缩孔、缩松方面的作用，向大家做一个介绍。
一、热分析测量缩孔、缩松的方法取铁水浇入H-3QG样杯，用HF-08H型炉后铁水质量管理仪对孕育或球化后的铁水进行热分析。
热分析仪首先记录下样杯内铁水的凝固温度曲线：炉后铁水质量管理仪通过对凝固温度曲线的解析，找出铁水凝固过程的各种相变特征参数。
将相变特征参数值带入数学模型，即可计算出铁水凝固组织中的：初生奥氏体生成量、过冷段石墨生成量、再辉后石墨生成量，进而可以计算出凝固组织的缩孔概率和缩松概率。
二、热分析测量缩孔概率的机理：铁水降温到初晶温度点（TL），在铸型的激冷作用下首先凝固出一个封闭的激冷壳。
从初晶温度点（TL）到共晶过冷点（TEL）的凝固过程，是初生奥氏体晶芽生长成树枝状奥氏体枝晶的过程。
由于液态的铁水可以在树枝状枝晶间流动，降温、凝固收缩产生的体积空位，可由上部的液态铁水绕过树枝状枝晶进行填补。
因此在封闭的激冷壳内，凝固产生的体积收缩经流动铁水的补充后，在中心的上部合并成一个集中的体积空位，这就是缩孔的形成过程。
热分析能够测量出凝固铁水的初晶温度点（TL）和共晶过冷点（TEL），可以通过测量凝固铁水在这个区间释放的热量，计算出初生奥氏体生成量和体积收缩率。
因此可以在浇注前预测铁水的缩孔率。
简而言之：从初晶点（TL）到共晶过冷点（TEL）的凝固过程，放热量越大被测铁水的缩孔率越大。
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）。
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。
焊接缩孔与缩松的机理及因素及防止措施
C
C
C
C
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灰铸铁的缩前膨胀具有自补缩作 白口铸铁的收缩率高，产生 用，缩孔与缩松的倾向较小。 裂纹、缩孔、缩松的倾向大。
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灰铸铁和球墨铸铁共晶石墨长大示意图
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。
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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
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T浇
凝固收缩
液态收缩 凝固收缩 固相收缩 I II III I II III
A
成分/％
n
m
B
体收缩率/％
体收缩率/％ c）恒温凝固的合金
a）合金相图
b）有一定结晶温度范围的合金
图11-14 二元合金收缩过程示意图
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（二）防止铸件产生缩孔和缩松的途径
顺序凝固
铸件各部位由远及近，朝着帽口方向顺序凝固。 用于凝固收缩大、结晶间隔窄的金属。
同时凝固
凝固时产生热裂纹、变形倾向小。 用于凝固收缩小、对气密性要求不高的铸件。
第14章 缩孔与缩松
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一、缩孔的形成
纯金属、共晶成分合金和窄结晶温度范围的合金， 按逐层凝固方式凝固，由于其凝固前沿直接与液态金 属接触，当液体金属凝固成固体而发生体积收缩时， 可以不断得到液体的补充，在铸件最后凝固的地方产 生缩孔。
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缩凹的产生
在液态金属中含气量不大的情况下，当液 态金属与顶面层脱离时，液面上部要形成真空。 在大气压力的作用下，顶面固体层可能向缩孔 方向凹进去。因此缩孔应包括外部的缩凹和内 部的缩孔两部分。当铸件顶面薄层强度很大时， 也可能不出现缩凹。
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（二）影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素
• 1．铸铁的成分
（1）共晶灰铸铁，随碳当量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨膨 胀量增加，有利于消除缩孔和缩松。 共晶成分灰铸铁是以逐层方式凝固，易形成集中缩孔。但是， 由于共晶转变的石墨化膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液体的收 缩，使铸件中不产生缩孔。 （2）球墨铸铁的碳当量对缩松有很大影响。当铸型刚度足够时，利 用共晶石墨化膨胀作用，产生自补缩效果，可以获得致密的铸件。 （3）球墨铸铁中磷含量、残余镁量及残余稀土量过高，都会增加缩 松倾向。 1 ）磷共晶削弱铸件外壳的强度，使其容易变形，增加缩前 膨胀值，松弛了铸件内部压力。 2 ）形成三元磷共晶时，使碳以碳化物的方式析出，减少石 墨析出，促进二次收缩程度的增加。 3 ）镁及稀土会增大白口倾向，减少石墨析出，石墨膨胀作 用减弱。
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偏析对铸件的成分偏差，会引起物 理及化学性能的不同，从而影响铸件的力学性能。 • 而晶界偏析使低熔点共晶集中在晶粒边界，增加热裂 倾向，降低铸件的塑性。 • 宏观偏析的产生，使铸件力学性能和物理性能产生很 大差异，降低铸件的使用寿命。如铅青铜铸件中产生 的密度偏析，使铅的分布不均匀，而使其耐磨性降低。 • 宏观偏析使铸件的抗腐蚀性能下降，使用寿命缩短。 • 偏析也有有利的一面，可利用它来净化和提纯金属。
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一、缩孔的形成
纯金属、共晶成分合金和窄结晶温度范围的合金， 按逐层凝固方式凝固，由于其凝固前沿直接与液态金 属接触，当液体金属凝固成固体而发生体积收缩时， 可以不断得到液体的补充，在铸件最后凝固的地方产 生缩孔。
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缩凹的产生
在液态金属中含气量不大的情况下，当液 态金属与顶面层脱离时，液面上部要形成真空。 在大气压力的作用下，顶面固体层可能向缩孔 方向凹进去。因此缩孔应包括外部的缩凹和内 部的缩孔两部分。当铸件顶面薄层强度很大时， 也可能不出现缩凹。
• 3．固态收缩：金属在固相线以下发生的体收缩。
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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、缩松：尺寸细小而且分散的孔洞称为分散性缩孔，简 称缩松。 3、对铸件性能的影响 1 ）减少铸件的有效受力面积，在尖角处产生应 力集中，导致裂纹的出现，显著降低其力学性能。 2）降低铸件的气密性，降低其承压能力。
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收缩三个阶段
根据上述分析，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：铸造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。 对于Bi 、Sb 合金，在凝固过程中体积不但不收缩，反而膨胀， 因此，其凝固收缩率为负值。
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形成缩松的原因及条件
1、形成缩松基本原因和形成缩孔是相同的： 合金的液态收缩值和凝固收缩值之和大于固 态收缩。 2、形成缩松的条件： 合金的结晶温度范围较宽，倾向于体积凝固 方式。
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三、灰铸铁和球墨铸铁铸件的缩孔和缩松
• 共晶灰铸铁和球墨铸铁有一个共同点， 这就是初生奥氏体枝晶具有很大连成骨 架的能力，使补缩通道受阻。因此，这 两种铸铁都有产生缩松的可能性，但是， 由于它们的共晶凝固方式和石墨长大的 机理不同，产生缩孔和缩松的倾向性有 很大差别。
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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。
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(三)冒口、补贴和冷铁的应用
• 冒口补贴和冷铁的使用，是防止缩孔和缩松最 有效的工艺措施。 冒口一般应设置在铸件厚壁或热节部位。 冒口的大小应保证铸件被补缩部位最后凝固， 并提供足够的金属液用于补缩需要。 冒口与被补缩部位之间必须有补缩通道。 补贴和冷铁通常是配合冒口设置使用的，可以 造成人为的补缩通道及末端区，延长冒口的有效补 缩距离。此外，冷铁还可以加速铸件壁局部热节的 冷却，实现同时凝固原则。
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(二)浇注条件
• 采用高温慢浇，能增加铸件纵向温差，有 利于顺序凝固原则。 • 通过多个内浇道低温快浇，则减小纵向温 差，有利于同时凝固原则。 • 一般情况下，冒口在顶部的顶注式，适合 采用高温慢浇工艺，加强顺序凝固；对底注式 浇注系统，采用低温快浇和补浇冒口的方法， 可以减小铸件的逆向温差，实现同时凝固；冒 口设在分型面上，液态金属通过冒口引入内浇 道，采用高温慢浇，有利于补缩，属顺序凝固。
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（二）影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素
• 1．铸铁的成分
（1）共晶灰铸铁，随碳当量增加，共晶石墨的析出量增加，石墨膨 胀量增加，有利于消除缩孔和缩松。 共晶成分灰铸铁是以逐层方式凝固，易形成集中缩孔。但是， 由于共晶转变的石墨化膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液体的收 缩，使铸件中不产生缩孔。 （2）球墨铸铁的碳当量对缩松有很大影响。当铸型刚度足够时，利 用共晶石墨化膨胀作用，产生自补缩效果，可以获得致密的铸件。 （3）球墨铸铁中磷含量、残余镁量及残余稀土量过高，都会增加缩 松倾向。 1 ）磷共晶削弱铸件外壳的强度，使其容易变形，增加缩前 膨胀值，松弛了铸件内部压力。 2 ）形成三元磷共晶时，使碳以碳化物的方式析出，减少石 墨析出，促进二次收缩程度的增加。 3 ）镁及稀土会增大白口倾向，减少石墨析出，石墨膨胀作 用减弱。
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球墨铸铁的缩前膨胀
•
球墨铸铁在凝固过程中，当石墨球长大到一定程度后， 四周形成奥氏体外壳，碳原子是通过奥氏体外壳扩散到共 晶团中使石墨球长大。 • 当共晶团长大到相互接触后，石墨化膨胀所产生的膨 胀力，只有一小部分作用在晶间液体上，而大部分作用在 相邻的共晶团上或奥氏体枝晶上，趋向于把它们挤开。因 此，球墨铸铁的缩前膨胀比灰铸铁大得多。
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形成缩孔的原因及条件
• 1、基本原因： 合金的液态收缩和凝固收缩值之和 大于固态收缩值。 • 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。
材料成形原理
第十四章 缩孔与缩松
材料成型与控制专业
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第一节
1、收缩
收缩的基本概念
（ 1 ）液态金属在冷却过程中，随着温度下降， 空穴数量减少，原子集团中原子间距缩短，液态金属 的体积减小； （2）液态金属发生凝固时，状态的变化也导致金 属体积显著减小； （3）金属在固态下继续冷却，原子间距还要缩短， 体积会进一步减小。 把铸件在液态、凝固态和固态冷却过程中发生的 体积减小现象称为收缩。
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偏析对铸件的影响
• 微观偏析导致晶粒范围内的化学成分偏差，会引起物 理及化学性能的不同，从而影响铸件的力学性能。 • 而晶界偏析使低熔点共晶集中在晶粒边界，增加热裂 倾向，降低铸件的塑性。 • 宏观偏析的产生，使铸件力学性能和物理性能产生很 大差异，降低铸件的使用寿命。如铅青铜铸件中产生 的密度偏析，使铅的分布不均匀，而使其耐磨性降低。 • 宏观偏析使铸件的抗腐蚀性能下降，使用寿命缩短。 • 偏析也有有利的一面，可利用它来净化和提纯金属。
(一)顺序凝固和同时凝固
• 1 ．顺序凝固：采用各种措 施，保证铸件结构上各部分 按照距冒口的距离由远及近， 朝冒口方向凝固，冒口本身 最后凝固。 铸件按照这一原则进行 凝固，产生最佳的补缩效果 能够使缩孔集中在冒口中， 获得致密铸件。
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顺序凝固优缺点
•
顺序凝固可以充分发挥冒口的补缩作用，防止缩 孔和缩松的形成，获得致密铸件。因此，对凝固收缩 大，结晶温度范围较小的合金如某些类型的铸钢件， 通常采用这一原则。 但是，顺序凝固时，铸件各部分存在温差： （1）在凝固过程中易产生热裂； （2）凝固后容易使铸件产生变形 （3）使用冒口和补贴，会降低工艺出品率。
• • • •
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2．同时凝固
• 同时凝固： 采取工艺措施保证铸件结构上各部
分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝 固。 • 在这种凝固条件下，没有补缩通道，无法实 现补缩。但是由于同时凝固时铸件温差小，不容 易产生热裂，凝固后不易引起应力和变形。
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同时凝固应用
• (1)碳硅含量高的灰铸铁，其体收缩小甚至不收缩，合 金本身不易产生缩孔和缩松，可采用这一原则。 • (2)结晶温度范围大，容易产生缩松的合金，如锡青铜， 即使加冒口也无法补缩，对气密性要求不高时，可采 用这一原则，使工艺简化。 • (3)壁厚均匀的铸件，尤其是均匀薄壁铸件，倾向于同 时凝固，难以补缩，消除缩松困难。 • (4)球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时，必须采 用同时凝固原则。 • (5)对于某些适合采用顺序凝固原则的铸件，如果热裂、 变形成为主要矛盾时，可采用同时凝固原则。
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• 2、体收缩 金属从液态到常温的体积改变量称为体收 缩。 • 3、线收缩 金属在固态时从高温到常温的线尺寸改变 量称为线收缩。 • 4、收缩率 在实际使用中，通常用相对收缩来表示金 属的收缩特性，把这一相对收缩称为收缩率。Βιβλιοθήκη V V (T0 T1 ) 100%
L L (T0 T1 ) 100%
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(四)加压补缩
• 加压补缩是指将铸件放在具有较高压力的 装置中，使其在较高压力下凝固，通过外压来 消除显微缩松，获得致密铸件。
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第十五章
化学成分的不均匀性 第一节 概述
• 一般情况下，铸件凝固之后，从微观晶粒内部到宏观上 各部位，化学成分都是不均匀的，这种现象称为偏析。 • 偏析按其范围大小分为两大类：微观偏析和宏观偏析。 • 微观偏析是指微小范围内的化学成分不均匀现象，一般 在一个晶粒尺寸范围左右。微观偏析按其位置又分为： 胞状偏析、枝晶偏析(晶内偏析)和晶界偏析。 • 宏观偏析是指较大尺寸范围内的化学成分不均匀现象， 又称为区域偏析。按性质不同可以分为：正偏析、逆偏 析、V形偏析和逆V形偏析、带状偏析、密度偏析、区域 偏析、层状偏析等。
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• 2．铸型刚度 铸铁在共晶转变发生石墨化膨胀时，型壁是 否迁移，是影响缩孔容积的重要因素，铸型刚度 大，缩前膨胀就减小，缩孔容积会相应减小，甚 至不产生缩孔。 铸型刚度依下列次序逐级降低： 金属型 — 覆砂金属型 — 水泥型 — 水玻璃砂型 — 干型—湿型。