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1、第九章合金鑄造性能的測定1研究的范疇鑄造成型：材料的工藝性能好壞的重要指標(biāo)。影響因素：物理、化學(xué)性質(zhì)，結(jié)晶過程重要意義：制訂正確的鑄造工藝，獲得優(yōu)質(zhì)鑄件鑄造性能：a)合金（液體？）的流動(dòng)性、b)線收縮特性、c)體收縮特性、d)產(chǎn)生應(yīng)力和熱裂傾向的特性、e)合金的偏析和吸氣特性。2a)合金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性與粘度關(guān)系：正相關(guān)，不是正比例概念：合金的流動(dòng)性表示合金在液態(tài)下（非固態(tài)？，多相流？）充填鑄型的能力；流動(dòng)性不好常常會(huì)造成澆不足，冷隔等鑄造缺陷（優(yōu)生優(yōu)育）。3液態(tài)合金充滿鑄型、獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。充型能力不足，會(huì)使鑄件產(chǎn)生澆
2、不足或冷隔缺陷。所謂澆不足是指鑄件的形狀不完整；冷隔是指鑄件上某處由于兩股或兩股以上金屬液流未熔合而形成的接縫。45合金的流動(dòng)性是指液態(tài)合金自身的流動(dòng)能力，屬于合金的一種主要鑄造性能。良好的流動(dòng)性不僅易于鑄造出薄而復(fù)雜的鑄件，而且也利于鑄件在凝固時(shí)的補(bǔ)縮以及氣體和非金屬夾雜物的逸出和上浮。反之流動(dòng)性差的合金，易使鑄件上出現(xiàn)澆不足、冷隔、氣孔、夾渣和縮孔等缺陷。6表9-1，p194序號(hào)因素影響原因1凝固潛熱大者流動(dòng)性好物理化學(xué)2結(jié)晶范圍窄者流動(dòng)性好網(wǎng)狀小，凝固3過熱溫度高者流動(dòng)性和工藝4鑄型條件1）激冷2）光滑度工藝5壓頭？工藝6澆鑄速度？工藝粘度？鑄件的結(jié)構(gòu)？7合金
3、流動(dòng)性的衡量通常用澆注的螺旋形試樣的長度來衡量合金的流動(dòng)性。如圖9.1所示的螺旋形試樣，其截面為等截面的梯形，試樣上隔50mm長度有一個(gè)凸點(diǎn)，以便于計(jì)量其長度。合金的流動(dòng)性愈好，其長度就愈長。89合金的種類不同，其流動(dòng)性不同，如表9.2列出了一些常用鑄造合金的流動(dòng)性值，可看出鑄鐵和硅黃銅的流動(dòng)性最好，鋁硅合金的次之，鑄鋼的最差。10表9.2常用合金的流動(dòng)性（砂型，試樣截面8×8mm合金種類鑄型種類澆注溫度（℃）螺旋線長度（mm）鑄鐵C+Si=6.2%C+Si=5.9%C+Si=5.2%C+Si=4.2%砂型砂型砂型砂型130013001300130018001300
4、1000600鑄鋼C=0.4%鋁硅合金（硅鋁明）鎂合金（含A1及Zn）錫青銅（Sn≈10%,Zn≈2%）硅黃銅（Si=1.5~4.5%）砂型金屬型300℃砂型砂型砂型1600680~72070010401100100700~800400~600420100011合金的成分和結(jié)晶特征對(duì)流動(dòng)性的影響最為顯著共晶成分的合金，其結(jié)晶同純金屬一樣，是在恒溫下進(jìn)行的。從鑄型表面到中心，液態(tài)合金逐層凝固，如圖a），由于已凝固層的內(nèi)表面光滑，對(duì)液態(tài)合金的流動(dòng)阻力小。而且，由于共晶成分合金的凝固溫度最低，相同澆注溫度下其過熱度最大，延長了合金處于液態(tài)的時(shí)間，故流動(dòng)性最好。1213此外
5、，其它成分的合金均是在一定寬度的溫度范圍內(nèi)凝固的，即在其已凝固層和純液態(tài)區(qū)之間存在一個(gè)液固兩相共存的區(qū)域，使得已凝固層的內(nèi)表面粗糙如圖b）。所以非共晶成分的合金流動(dòng)性變差，且隨合金成分偏離共晶點(diǎn)愈遠(yuǎn)，其結(jié)晶溫度范圍愈寬，流動(dòng)性愈差，如圖9.3為鐵—碳合金流動(dòng)性與含碳量的關(guān)系圖。1415液態(tài)合金的粘度回答問題：液態(tài)合金的粘度、結(jié)晶潛熱和導(dǎo)熱系數(shù)等物理參數(shù)對(duì)流動(dòng)性也有影響。一般的粘度愈大、結(jié)晶潛熱愈小和導(dǎo)熱系數(shù)愈小，其流動(dòng)性愈差棱錐充填試樣，不講16合金收縮特性的測定從澆注、凝固、直至冷卻至室溫的過程中，鑄造合金的體積或尺寸會(huì)縮減的現(xiàn)象為收縮，收縮是合金的物理屬性。但鑄
6、造合金的收縮給鑄造工藝帶來許多困難，是形成縮孔、縮松、變形和裂紋等多種鑄造缺陷的根本原因。17線收縮特性的測試合金冷卻到室溫，其長度方向上與鑄型尺寸的差值為絕對(duì)線收縮量，其比值用百分率表示成為合金的線收縮率。與鑄型關(guān)系：自由線收縮，受限線收縮18合金的線收縮率公式p19919測定方法描述圖9-7描述圖9-8，可以作出：收縮量—溫度曲線，這也是一種冷卻曲線。位移傳感器20合金的體收縮率根據(jù)表9-6解釋體收縮、縮孔、縮松的概念測量技術(shù)上的特點(diǎn)：非規(guī)則的體積測量為什么采用表面張力小的液體？P205根據(jù)凝固原理，合理設(shè)計(jì)測定縮孔的試樣，保證凝固順序。圖9-11，所以凝固原理
7、是正確測量的技術(shù)基礎(chǔ)?？s松的測定，則設(shè)計(jì)試樣，使之不按順序凝固，圖9-1621合金應(yīng)力特性的測定鑄件完全凝固后便進(jìn)入了固態(tài)收縮階段，若鑄件的固態(tài)收縮受到阻礙，將在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)力。它是鑄件產(chǎn)生變形和裂紋的基本原因。按照應(yīng)力產(chǎn)生的原因，將鑄造應(yīng)力分為熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩種。22（1）熱應(yīng)力熱應(yīng)力是由于鑄件壁厚不均或各部分冷卻速度不同，使鑄件各部分的收縮不同步而引起的。它在鑄件落砂后仍然存在于鑄件內(nèi)部，是一種殘留應(yīng)力。規(guī)律：熱應(yīng)力，厚拉，薄壓。薄的是厚的收縮阻礙。23三桿熱應(yīng)力分析模型+-+--+-表示壓，+表示拉。動(dòng)態(tài)過程可以由p211圖9-23測定2
