1、第九章 鑄件的收縮9-1 鑄造合金的收縮9-2 鑄件中的縮孔和縮松9-3 防止鑄件產生縮孔和縮松的途徑9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念二、鑄鋼的收縮三、鑄鐵的收縮四、鑄件的收縮9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n鑄件在液態、凝固態和液態的冷卻過程中所發生的體積減小的現象稱為收縮。n收縮是鑄造合金本身的物理性質。n收縮是鑄件中許多缺陷，如縮孔、縮松、熱裂、應力、變形和冷裂等產生的基本原因。是鑄件的重要鑄造性能之一。9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n金屬從液態到常溫的體積改變量稱為體收縮。金屬在固態時的線尺寸改變量，稱為線收縮。在設計和制造模型時，需要知道線收縮。n在實際中，

2、通常皆以相對收縮量表示金屬的收縮特性，此相對收縮量稱為收縮率。9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n當溫度由t0 t1時，金屬的體收縮率和線收縮率分別為：01010100%() 100%VVVVttV01010100%() 100%llllttlv、l金屬在（t0t1）溫度范圍內的體收縮系數和線收縮系數v 3l 或 v 3 l 是某一溫度區間的相對收縮量，為與溫度差的乘積。因此既與金屬性質有關，又與溫度區間的大小有關。 9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n三個相互聯系的收縮階段：液態收縮 凝固收縮固態收縮9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n三個相互聯系的收縮階段：1 液態收縮充

3、滿鑄型瞬間，液態金屬所具有的溫度t澆冷卻至開始凝固的液相線溫度t L的體收縮為液態收縮。表現為型腔內液面的降低。L() 100%VVtt液液澆提高澆注溫度t澆，或因合金改變而降低t L，都使液態收縮增加。9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n三個相互聯系的收縮階段：2 凝固收縮對于純金屬和共晶合金，凝固期間的體收縮只是由于狀態的改變，而與溫度無關，故具有一定的數值。具有一定結晶溫度范圍的合金由液態轉變為固態時，收縮率既與狀態改變時的體積變化有關，又與結晶溫度范圍有關。9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n三個相互聯系的收縮階段：2 凝固收縮液態金屬注入鑄型后，首先在表面形成硬殼，其中尚

4、處于液態的金屬在此外殼中冷卻時，由于液態收縮和凝固收縮使體積縮小。如果聽減小的體積得不到外外來金屬液的補充，則在鑄件中形成集中于某處的或分散的孔洞縮孔或縮松。因此，液態收縮和凝固收縮是鑄件產生縮孔和縮松的基本原因。 v液 v凝 愈大，縮孔的容積就愈大。有一些合金，在凝固過程中體積不但不收縮，反而膨脹，如某些Ga臺金，BiSb合金，故凝固收縮率為負值。9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n三個相互聯系的收縮階段：3 固態收縮S0() 100%VVtt固固在固態收縮階段，鑄件各個方向上都表現出線尺寸的縮小。因此，這個階段對鑄件的形狀和尺寸的精度影響最大。為方便起見，常用線收縮率表示固態收縮，即

5、：S0() 100%lltt金屬的線收縮是鑄件產生應力、變形和冷裂的基本原因。9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n線收縮的開始溫度對于有一定結晶溫度范圍的合金：在虛線以上，由于枝晶較少，不能形成連續的骨架，表現為液態收縮的性質；虛線以下，枝晶數量增多，彼此連成連續的骨架，則開始表現出固態性質，即開始線收縮9-1 鑄造合金的收縮一、收縮的基本概念n收縮率與狀態圖的關系共晶型合金固溶體合金有限固溶體合金9-1 鑄造合金的收縮二、鑄鋼的收縮1 液態收縮 提高鋼的含碳量， v液相應增大，每增加1質量分數的碳， v液約增大20。據實驗，鋼液溫度每下降100， v液約為1.51.75。所以， v液隨

6、碳量和澆注溫度的增加而增加。9-1 鑄造合金的收縮二、鑄鋼的收縮2 凝固收縮 凝固期間的體收縮包括狀態改變和溫度降低兩部分。碳鋼的凝固收縮率如表所示。Wc1000.100.250.350.450.70v凝1002.02.53.04.35.39-1 鑄造合金的收縮二、鑄鋼的收縮3 固態收縮 碳鋼的固態收縮分為三個階段：1）珠光體轉變前的收縮，發生在凝固終了到 相變前的溫度范圍，以v珠前表示2）共析轉變期的膨脹，發生在 相變的溫度范圍，以v 表示3）珠光體轉變后收縮，發生在 相變終了到室溫范圍內，以v 珠后表示9-1 鑄造合金的收縮二、鑄鋼的收縮3 固態收縮 碳鋼的固態體收縮率和線收縮率為： v固

7、 v珠前 v v珠后 l 珠前 珠后9-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮1 液態收縮 鑄鐵的液態體收縮系數v液隨碳量的提高而增大。對于亞共晶鑄鐵， v液的平均值為： v液（9030wc）10-6 根據狀態圖，鑄鐵的碳質量分數每增加1，其液相線溫度下降90，由此得 v液 v液t澆-(1540-90wc)100%當澆注溫度一定時， v液隨碳量的增加而增大。9-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮2 凝固收縮 亞共晶白口鑄鐵的凝固收縮和碳鋼相似，是狀態改變和溫度降低共同作用的結果，可用下式表示： v凝 v(L S)+ v(L S)(t L-tS)v(L S) 因狀態改變的體收縮率，平均值為3.0% v(

8、L S) 凝固溫度范圍內的體收縮系數，平均值為1.010-4/ 故有v凝 3.0%+ 1.0 10-4(t L-tS)1009-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮2 凝固收縮 石墨鑄鐵（灰鐵、蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵）在凝固期間因溫度下降而發生收縮，石墨析出發生膨脹，共晶轉變后期由于石墨領先析出還要發生二次收縮。石墨化膨脹和二次收縮與鑄鐵的冶金質量和鑄件的冷卻速度有關，在很大范圍內變化。wc1002.53.03.54.0v凝（白口）v凝（灰鐵）4.62.34.21.43.70.13.3-1.59-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮3 固態收縮 l+0-鑄鐵的固態收縮曲線分為五個階段：1）最初收縮初縮（1

9、段）：鑄鐵凝固開始后， 由于已凝固的外殼縮小而使鑄件發生最初的收縮。 初縮的值很小，在一般的收縮曲線上表現不明顯。9-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮3 固態收縮 l+0-鑄鐵的固態收縮曲線分為五個階段：2）縮前膨脹縮前（2段）：鑄鐵件在凝固時期，當析出一定量的固相而連成骨架后，石墨析出的膨脹力作用在骨架上使鑄件尺寸變大，此即縮前膨脹。9-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮3 固態收縮 l+0-鑄鐵的固態收縮曲線分為五個階段：3）珠光體前收縮珠前（3段）： 到共析轉變溫度停止。固態下石墨化程度愈大， 珠前愈小。9-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮3 固態收縮 l+0-鑄鐵的固態收縮曲線分為五個階

10、段：4）共析轉變膨脹共膨（4段）：共析轉變時，由于奧氏體分解為鐵索體、石墨和珠光體而發生的膨脹。9-1 鑄造合金的收縮三、鑄鐵的收縮3 固態收縮 l+0-鑄鐵的固態收縮曲線分為五個階段：5）珠光體后收縮珠后（5段）：在共析轉變溫度以下開始，因石墨化極微弱， 珠后主要取決于這階段的收縮系數。v固 v初縮v縮前v珠前v共膨v珠后l 初縮縮前珠前共膨珠后9-1 鑄造合金的收縮四、鑄件的收縮n自由收縮：鑄件在鑄型中僅受到金屬表面與鑄型表面之間的摩擦阻力的阻礙n受阻收縮：鑄件在鑄型中受到如鑄型、型芯等其它阻礙n對于同一種合金而言，受阻收縮率小于自由收縮率鑄型型芯9-1 鑄造合金的收縮四、鑄件的收縮n三種

11、阻力1）鑄型表面的摩擦力 鑄件表面與鑄型表面之間的摩擦力的大小與鑄件重量、鑄型表面的平滑程度有關。2）熱阻力 由于鑄件結構特點或其它因素造成鑄件各部分冷卻速度不一致，使各部分的收縮彼此制約產生阻力，而不能自由收縮時，稱為熱阻力。所以熱阻力的產生主要和鑄件結構有關。3）機械阻力 當鑄件由于本身結構具有突出部分或內腔部分有型芯，在收縮時便會受到鑄型和型芯的阻力，而不能自由收縮，這種阻力稱為機械阻力。該阻力的大小，決定于造型材料的強度、退讓性、鑄型和型芯的緊實度、箱檔和芯骨的位置，以及鑄件本身的厚度和長度。機械阻力使鑄件收縮量減小。9-1 鑄造合金的收縮四、鑄件的收縮n鑄造收縮率 由于上述三種阻力的

12、影響，在進行鑄件工藝設計時，模樣尺寸就不能按自由收縮率考慮。生產種使用的鑄造收縮率是考慮了各種阻力影響之后的實際收縮率。100lll件模鑄件 鑄鑄造收縮率l模模樣尺寸l件鑄件尺寸9-1 鑄造合金的收縮四、鑄件的收縮 幾種合金的鑄造收縮率合金類型收縮率自由收縮受阻收縮灰鑄鐵：中小型與小型鑄件 中大型鑄件孕育鑄鐵白口鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼（碳鋼和低合金結構鋼）鋁硅合金錫青銅1.0%0.9%1.01.5%1.75%1.0%1.62.0%1.01.2%1.4%0.9%0.8%0.81.0%1.5%0.8%1.31.7%0.81.0%1.2%9-2 鑄件中的縮孔和縮松一、縮孔二、縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔

13、和縮松9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔n鑄件在凝固過程中，由于合金的液態收縮和凝固收縮往往在鑄件最后凝固的部位出現孔洞，稱為縮孔。n容積大而集中的孔洞稱為集中縮孔，或簡稱為縮孔n細小而分散的孔洞稱為分散性縮孔，簡稱為縮松。n縮孔的形狀不規則，表面不光滑，可以看到發達的樹枝晶末梢，故可以和氣孔區別開來。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔1 一般合金縮孔的形成以圓柱體鑄件為例，假定金屬在固定溫度下凝固，或結晶溫度范圍很窄，鑄件由表及里逐層凝固。a圖：溫度降低，發生液態收縮，但能夠得到澆注系統的補充9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔1 一般合金縮孔的形成b圖：溫度降至凝固溫度，外面凝固一層硬

14、殼，包住內部的液態金屬，內澆口被凍結。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔1 一般合金縮孔的形成c圖：溫度繼續降低，硬殼內的液態金屬發生液態收縮，并補充形成硬殼時的凝固收縮，使液面下降。同時，固態硬殼發生固態收縮，使鑄件外形尺寸縮小。由于合金的液態收縮和凝固收縮超過硬殼的固態收縮，因而液體將與硬殼的頂部脫離9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔1 一般合金縮孔的形成d圖：依次進行下去，硬殼不斷加厚，液面將不斷下降，待金屬全部凝固完畢，在鑄件上部就形成了一個倒錐形的縮孔如果鑄件頂部設置冒口，縮孔將移至冒口中。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔1 一般合金縮孔的形成在液態合金中含氣量不大的情況下，

15、當液態金屬與硬殼頂面脫離時，液面上要形成真空。上面的薄殼在大氣壓力作用下，可能向縮孔方向凹進去，如圖中虛線所示。因此縮孔應包括外部的縮凹和內部的縮孔兩部分。如果鑄件頂面的硬殼強度很大，也可能不出現縮凹。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔1 一般合金縮孔的形成綜上所述，在鑄件中產生集小縮孔的基本原因，是合金的液態收縮和凝固收縮值大于固態收縮值；產生集中縮孔的條件，是鑄件由表及里地逐層凝固(而不是整個體積同時凝固)，縮孔就集中在最后凝固的地方9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積為使問題簡化，假設，1)所澆注的金屬在恒溫下凝固，并在固態時沒有相變， 2)鑄件各方向均勻冷卻3)在澆注過

16、程中，鑄件表面不形成硬殼，而且由于澆注迅速，鑄件表面和中心無溫差。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積 縮孔容積V縮孔等于所形成的薄殼冷卻到某一溫度t F時的體積V殼，減去由薄殼緊緊包圍的液態金屬所形成的致密固態金屬冷卻至同一溫度t F時的體積V固，即：VVV固縮孔殼9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積落殼由凝固溫度t S降至t F ，因固態體收縮，其體積為： 1()1()SFVSFVVVttVtt固殼殼固液9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積鑄件中致密固態金屬的體積V固等于原液態金屬體積V液減去其全部收縮量：S()+()2SFSVVVttVVVttV

17、Vt固固液液液液液凝液-+S()()SFVVVVVtttt固固液液液凝11-2液態收縮凝固收縮固態收縮9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積SS1()()()()+()SFSFVVVVSFVVVVVVVttVttttVtttt固縮孔殼固固液液液液凝固液液液凝112129-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積如果澆注速度緩慢，或鑄型的激冷作用強，在澆注過程中金屬表面已形成一層硬殼，則實際參加收縮的液體量由V液變為V液，縮孔的容積必然要減小。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積假設鑄件底部先被液態金屬充滿，其凝固層厚度，根據平方根定律：K澆注完了時鑄件上沿的凝固

18、層厚度0，故凝固層的平均厚度平均為：12K平均9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積澆注完了時已凝固的金屬體積V固為：12VKF 固所以：1122(1)2VVVVVKFVKVFKVR液固液液液液液液F為鑄件表面積RV液/F為鑄件的折算厚度9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積以V液為代替V液，則縮孔的容積為：通過該式可以清楚地了解各種因素對縮孔容積的影響：S(1)()+()2SFVVVKVVttttR固縮孔液液液凝12（1）合金的液態收縮系數V液越大，澆注溫度越高（t液越高），合金的液態收縮就越大，縮孔的容積越大。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔2 縮孔的容積S(1

19、)()+()2SFVVVKVVttttR固縮孔液液液凝12（2）合金的凝固收縮率V凝越大，縮孔的容積越大。（3）合金的固態收縮系數V固越大，縮孔的容積越小。（4）鑄型的激冷能力越大，縮孔的容積越小。（5）澆注速度越緩慢，即澆注時間越長，縮孔的容積越小。（6）鑄件越厚，當鑄件表面形成硬殼以后，內部的金屬液溫度越高，液態收縮越大，則縮孔的容積增大。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔3 縮孔位置的確定集中縮孔產生在鑄件最后凝固的區域，因此，確定縮孔的位置就是確定鑄件最后凝固的區域。常用等固相線法確定縮孔的位置從冷卻表面開始逐層向內繪制等固相線，直到最窄斷面上的等固相線接觸為止。此時，等固相線不相接

20、的地方就是鑄件最后凝固區域。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔3 縮孔位置的確定可以通過放置冷鐵，改變等固相線的位置，從而影響縮孔的位置9-2 鑄件中的縮孔和縮松 一、縮孔3 縮孔位置的確定若鑄件結構上兩壁相交處的內切圓大于相交各壁的厚度，則此處凝固較晚，也是產生縮孔的部位，稱為熱節。此外在鑄件中厚壁處和內澆口附近，也是凝固緩慢的熱節。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 二、縮松n縮松的概念：鑄件在凝固過程中，由于合金的液態收縮和凝固收縮，往往在鑄件最后凝固的部位出現孔洞，細小而分散的孔洞稱為縮松。n形成縮松的基本原因是合金的液態收縮和凝固收縮大于固態收縮。n形成縮松的基本條件是合金傾向于糊狀凝固。

21、n按形態分為宏觀縮松（簡稱縮松）和微觀縮松（顯微縮松）兩類。n縮松常分布在鑄件壁的軸線區域、厚大部位、冒口根部和內澆口附近。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 二、縮松n顯微縮松 顯微縮松產生在晶間和分枝之間，與宏觀氣孔很難區分，且經常是同時發生的，在顯微鏡下才能觀察到。Al-Cu4.5%合金含氣量高時出現的顯微縮松和球形孔洞Al-Cu4.5%合金枝晶間的顯微縮松9-2 鑄件中的縮孔和縮松 二、縮松n顯微縮松 顯微縮松在各種合金鑄件中或多或少都存在，它降低鑄件的力學性能，對鑄件的沖擊韌性和延伸率影響更大，也降低鑄件的氣密性和物理化學性能。對于一般鑄件往往不作為缺陷。但是，在特殊情況下，如要求鑄件有較高

22、的氣密性，高的力學性能和物理化學性能時，則必須設法減少和防止顯微縮松的產生。9-2 鑄件中的縮孔和縮松 二、縮松n縮孔和縮松的轉化規律 從以上的討論可知，鑄件中形成縮孔或縮松的傾向與合金的成分之間有一定的規律性。逐層凝固的合金傾向于產生集中縮孔；糊狀凝固的合金傾向于產生縮松。 對一定成分的合金而言，縮孔和縮松的數量可以相互轉化，但它們的總容積基本上是一定的，即VVV縮容縮孔縮松n以Fe-C合金為例，各種成分的合金在不同條件下形成鑄件時，其縮孔和縮松的分配和轉化規律如圖示。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)兩個點和一個區域（1）澆注溫度：t澆提高，合金的液態收縮增加，縮孔容積和縮孔總量增

23、加，對縮松影響不大。（a）圖所示。（2）濕型：濕型比干型的激冷能力強，鑄件的凝固區域變窄，縮松減小，縮孔相應增大，但縮孔總容積不變。（b）圖所示。（3）金屬型：金屬型的激冷能力更強，縮松容積顯著減小。（c）圖所示。n以Fe-C合金為例，各種成分的合金在不同條件下形Z成鑄件時，其縮孔和縮松的分配和轉化規律如圖示。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)兩個點和一個區域（4）澆注速度：使t澆t凝，不需要冒口即可消除鑄件中的縮孔。縮孔的總容積液將減小。（d）圖所示。（5）絕熱鑄型：如采用絕熱鑄型，除含碳量很低的鑄鋼件和接近共晶成分的鑄鐵件能形成集中縮孔外，其余合金鑄件中將出現縮松。（e）圖所示。（

24、6）在凝固過程中增加補縮壓力，則可以減小縮松而增加縮孔的容積。（f）圖所示。若合金在很高的壓力澆注和凝固，則可以得到無縮孔和縮松的致密鑄件。（g）圖所示。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松兩種鑄鐵的凝固動態曲線凝固過程的相同點： “枝晶始點”和“枝晶終點”，“共晶始點”和“共晶終點”。 枝晶始點都迅速到達中心，使鑄件長期處于疑固狀態，而且枝晶具有很大的連結成骨架的能力，使補縮難予進行。所以，兩種鑄鐵都有產生縮松的可能性。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松但是，由于它們的共晶凝固階段有很大差別，最后得到的結果是不同的。不同點主要表現在以下兩個方面：

25、9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松 (1)灰鑄鐵的共晶始點和共晶終點的距離較小，共晶凝固近似于中間凝固方式。球鐵的共晶轉變溫度范圍大，在動態曲線上，共晶始點和共晶終點的間距比灰鑄鐵的大得多，共晶凝固近于寬結晶溫度范圍合金的體積凝固方式。由于灰鑄鐵的共晶凝固區域較窄，凝固中期在鑄件的斷面就可以區別出“共晶固體區”和“共晶的固液共存區”，亦即鑄件表面已經有了完全固態的外殼(圖a)。球鐵共晶凝固所表現的體積方式，使鑄件表面在凝固后期仍有液體存在，而不具備一個完全固態的外殼(圖b)。因此，在凝固期間球鐵外殼的堅固程度遠比不上灰鑄鐵的。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄

26、件的縮孔和縮松 (2)兩種鑄鐵在共晶凝固階段都析出石墨而發生體積膨脹。但是，由于它們的石墨形態和長大機理不同，石墨化的膨脹作用對合金的鑄造性能有著截然不同的影響。在灰鑄鐵共晶團中的片狀石墨，與枝晶間的共晶液體直接接觸的尖端優先長大(圖a)。所以片狀石墨長大時所產生的體積膨脹大部分作用在所接觸的晶間液體上，迫使它們通過枝晶間的通道去充填晶體間的由于液態和凝固收縮所形成的小孔洞，從而大大降低灰鑄鐵產生縮松的嚴里程度。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松從圖b可以看出，球鐵在凝固中后期，石墨球長大到一定程度后，四周形成奧氏體外殼，碳原于是通過奧氏體外殼擴散到共晶團中使石墨球長大

27、的。當共晶團長大到相互接觸后，石墨化膨脹所產生的膨脹力，只有一小部分作用在晶間液體上，而大部分作用在相鄰的共晶團上或奧氏體枝晶上，趨向于把它們擠得更開。因此，球鐵的縮前膨脹比灰鑄鐵大許多。由于鑄件表面在凝固后期不具備堅固的外殼，如果鑄型剛度不夠，膨脹力將迫使型壁外移。隨著石墨球的長大，共晶團之間的間隙逐步擴大，并使鑄件普通膨脹。共晶團之間的間隙就是球鐵的顯微縮松，布滿鑄件整個斷面。如果鑄型剛度足夠大，石墨化的膨脹力有可能將縮松壓合，在這種情況下，球鐵也可看作具有“自補縮”能力。這是球鐵件實現無冒口鑄造的基礎。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松灰鑄鐵和球鐵的縮孔和縮松的總

28、容積：VVVVV石脹縮總液縮凝縮型移影響灰鑄鐵和球鐵縮孔和縮松的主要因素：1 鑄鐵的成分：（1）對于亞共晶灰鑄鐵，碳當量增加，共晶石墨的析出量增加，V石脹就增大，有利于消除縮孔和縮松。（2）共晶成分灰鑄鐵以逐層方式進行凝固，傾向于形成集中縮孔。但是，共晶轉變的石墨化膨脹作用，能抵消或超過共晶液體的收縮，鑄件中不產生縮孔，甚至使冒口和澆口的頂面鼓脹起來。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松灰鑄鐵和球鐵的縮孔和縮松的總容積：VVVVV石脹縮總液縮凝縮型移影響灰鑄鐵和球鐵縮孔和縮松的主要因素：1 鑄鐵的成分：（3）對碳當量超過4.3的過共晶鑄鐵，可能由于C、Si量過高，鐵水中出

29、現石墨漂浮，反而使石墨析出量減少。（4） 對于球鐵，碳當量3.9%時，充分孕育，增加鑄型的剛度，創造同時凝固的條件，即可實現無冒口鑄造，獲得健全的鑄件。 對縮孔和縮松容積影響較大的是殘留鎂量，鎂阻礙石墨化，使V石脹減小。因此，對于球鐵，應盡可能降低殘留鎂量。9-2 鑄件中的縮孔和縮松三、灰鑄鐵和球鐵鑄件的縮孔和縮松灰鑄鐵和球鐵的縮孔和縮松的總容積：VVVVV石脹縮總液縮凝縮型移影響灰鑄鐵和球鐵縮孔和縮松的主要因素：2 鑄型的剛度：鑄鐵在共晶轉變發生石墨化膨脹時，型壁是否遷移，是影響縮孔容積的主要因素。鑄型的剛度大，縮前膨脹就小，縮孔容積相應減小。9-3 防止鑄件產生縮孔和縮松的途徑n防止鑄件中

30、產生縮孔和縮松的基本原則是針對該合金的收縮和凝固特點制定正確的鑄造工藝，使鑄件在凝固過程中建立良好的補縮條件，盡可能地使縮松轉化為縮孔，并使縮孔出現在鑄件最后凝固的地方。這樣，在鑄件最后凝固的地方安置一定尺寸的冒口，使縮孔集中于冒口中，或者把澆口開在最后凝固的地方直接補縮，即可獲得健全的鑄件。n使鑄件在凝固過程中建立良好的補縮條件，主要是通過控制鑄件的凝固方向使之符合“順序凝固原則”或“同時凝固原則”。 9-3 防止鑄件產生縮孔和縮松的途徑 1順序凝固n鑄件的順序凝固原則，是采用各種措施保證鑄件結構上各部分，按照遠離冒口的部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身凝固的次序進行，亦即使

31、鑄件上遠離冒口或澆口的部分到冒口或澆口之間建立一個遞增的溫度梯度，如圖所示。因此，這個原則也叫作定向凝固原則。鑄件按照順序凝固原則進行凝固，能保證縮孔集中在冒口中，獲得致密的鑄件。IIIIIIR R R R冒9-3 防止鑄件產生縮孔和縮松的途徑n 順序凝固和逐層凝固是兩個不同的概念 整體與局部的概念。逐層凝固是指鑄件的某一斷面，先在鑄件表面形成硬殼，然后它逐漸向鑄件中心長厚，鑄件中心最后凝固。n鑄件的結構以及由鑄造條件所形成的溫度場，是決定鑄件凝固方向傾向性的主要因素。9-3 防止鑄件產生縮孔和縮松的途徑n 右圖是帶有冒口的板狀鑄件，金屬液從冒口澆入，即頂注式。因為金屬液是從冒口澆入的，所以中心線上的溫度依次向冒口方向遞增。向著冒口方向，由“等固相線”和“等液相線”構成一個夾角，形成“楔形”補縮通道，使冒口中的金屬液有可能補縮到凝固區域中， 角越大，則越有利于補縮。n 因此，順序凝固的實質是采取各種措施保證鑄件在整