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1、鑄件的凝固過(guò)程如果沒(méi)有合理的控制,鑄件易產(chǎn)生縮孔,縮松??????????一鑄件的凝固????1凝固方式:??鑄件凝固過(guò)程中,其斷面上一般分為三個(gè)區(qū):1—固相區(qū)2—凝固區(qū)3—液相區(qū)對(duì)凝固區(qū)影響較大的是凝固區(qū)的寬窄,依此劃分凝固方式.1)????逐層凝固:純金屬,共晶成分合金在凝固過(guò)程中沒(méi)有凝固區(qū),斷面液,固兩相由一條界限清楚分開(kāi),隨溫度下降,固相層不斷增加,液相層不斷減少,直達(dá)中心.2)????糊狀凝固合金結(jié)晶溫度范圍很寬,在凝固某段時(shí)間內(nèi),鑄件表面不存在固體層,凝固區(qū)貫穿整個(gè)斷面,先糊狀,后固化.故---3)????中間凝固大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊
2、狀凝固之間.??????2影響鑄件凝固方式的因素1)??合金的結(jié)晶溫度范圍范圍小:凝固區(qū)窄,愈傾向于逐層凝固如:砂型鑄造,低碳鋼逐層凝固,高碳鋼糊狀凝固2)??鑄件的溫度梯度合金結(jié)晶溫度范圍一定時(shí),凝固區(qū)寬度取決于鑄件內(nèi)外層的溫度梯度.溫度梯度愈小,凝固區(qū)愈寬.(內(nèi)外溫差大,冷卻快,凝固區(qū)窄)????????????二合金的收縮??液態(tài)合金從澆注溫度至凝固冷卻到室溫的過(guò)程中,體積和尺寸減少的現(xiàn)象---.是鑄件許多缺陷(縮孔,縮松,裂紋,變形,殘余應(yīng)力)產(chǎn)生的基本原因.????1收縮的幾個(gè)階段1)??液態(tài)收縮:從金屬液澆入鑄型到開(kāi)始凝固之前.液態(tài)收縮減少的體積
3、與澆注溫度質(zhì)開(kāi)始凝固的溫度的溫差成正比.2)??凝固收縮:從凝固開(kāi)始到凝固完畢.同一類合金,凝固溫度范圍大者,凝固體積收縮率大.如:35鋼,體積收縮率3.0%,45鋼4.3%3)????固態(tài)收縮:凝固以后到常溫.??固態(tài)收縮影響鑄件尺寸,故用線收縮表示.??????2影響收縮的因素1)????化學(xué)成分:鑄鐵中促進(jìn)石墨形成的元素增加,收縮減少.如:灰口鐵C,Si↑,收↓,S↑收↑.因石墨比容大,體積膨脹,抵銷部分凝固收縮.2)??澆注溫度:溫度↑液態(tài)收縮↑3)??鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件鑄件在鑄型中收縮會(huì)受鑄型和型芯的阻礙.實(shí)際收縮小于自由收縮.∴鑄型要有好的退讓性
4、.??????3縮孔形成在鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)一些空洞,集中—縮孔.純金屬,共晶成分易產(chǎn)生縮孔*產(chǎn)生縮孔的基本原因:鑄件在凝固冷卻期間,金屬的液態(tài)及凝固受縮之和遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固態(tài)收縮.??????4影響縮孔容積的因素(補(bǔ)充)1)??液態(tài)收縮,凝固收縮↑縮孔容積↑2)??凝固期間,固態(tài)收縮↑,縮孔容積↓3)??澆注速度↓??縮孔容積↓4)??澆注速度↑??液態(tài)收縮↑易產(chǎn)生縮孔??????5縮松的形成??由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補(bǔ)足,或者,因合金呈糊狀凝固,被樹(shù)枝狀晶體分隔開(kāi)的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所至.1)??宏觀縮松肉眼可見(jiàn),往往出現(xiàn)在縮孔附近,或鑄件截
5、面的中心.非共晶成分,結(jié)晶范圍愈寬,愈易形成縮松.2)??微觀縮松凝固過(guò)程中,晶粒之間形成微小孔洞---凝固區(qū),先形成的枝晶把金屬液分割成許多微小孤立部分,冷凝時(shí)收縮,形成晶間微小孔洞.??凝固區(qū)愈寬,愈易形成微觀縮松,對(duì)鑄件危害不大,故不列為缺陷,但對(duì)氣密性,機(jī)械性能等要求較高的鑄件,則必須設(shè)法減少.(先凝固的收縮比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三個(gè)收縮,先凝固的有凝,固二個(gè)收縮區(qū)----這也是形成微觀縮松的基本原因.與縮孔形成基本原因類似)??????6縮孔,縮松的防止辦法??基本原則:制定合理工藝—補(bǔ)縮,縮松轉(zhuǎn)化成縮孔.順序凝固:冒口—補(bǔ)縮同時(shí)凝固
6、:冷鐵—厚處.減小熱應(yīng)力,但心部縮松,故用于收縮小的合金.l????????安置冒口,實(shí)行順序凝固,可有效的防止縮孔,但冒口浪費(fèi)金屬,浪費(fèi)工時(shí),是鑄件成本增加.而且,鑄件內(nèi)應(yīng)力加大,易于產(chǎn)生變形和裂紋.∴主要用于凝固收縮大,結(jié)晶間隔小的合金.l????????非共晶成分合金,先結(jié)晶樹(shù)枝晶,阻礙金屬流動(dòng),冒口作用甚小.l????????對(duì)于結(jié)晶溫度范圍甚寬的合金,由于傾向于糊狀凝固,結(jié)晶開(kāi)始之后,發(fā)達(dá)的樹(shù)枝狀骨狀布滿整個(gè)截面,使冒口補(bǔ)縮道路受阻,因而難避免顯微縮松的產(chǎn)生.顯然,選用近共晶成分和結(jié)晶范圍較窄的合金生產(chǎn)鑄件是適宜的
