1、 合金合金在凝固過程中發(fā)生在凝固過程中發(fā)生的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象。的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象。偏析主要是由于偏析主要是由于合金合金在凝在凝固過程中溶質(zhì)再分配和擴(kuò)固過程中溶質(zhì)再分配和擴(kuò)散不充分引起的散不充分引起的. 偏析對合金的力學(xué)性能、偏析對合金的力學(xué)性能、抗裂性能及耐腐蝕性能等有抗裂性能及耐腐蝕性能等有程度不同的損害。偏析也有程度不同的損害。偏析也有有益的一面，如利用偏析現(xiàn)有益的一面，如利用偏析現(xiàn)象可以凈化或提純金屬等。象可以凈化或提純金屬等。第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性1、偏析種類、偏析種類宏觀偏析宏觀偏析正偏析正偏析逆偏析逆偏析帶狀偏析帶狀偏析微觀偏析微觀偏析晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏

2、析晶界偏析晶界偏析2、微觀偏析、微觀偏析2.1 胞狀偏析胞狀偏析胞狀晶體生長時(shí)，由于胞狀晶體生長時(shí)，由于溶質(zhì)的再分配，在胞壁處溶質(zhì)的再分配，在胞壁處的溶質(zhì)將富集（的溶質(zhì)將富集（ K01 ）;電子探針分析表明：電子探針分析表明： （ K01 ）在胞壁處溶質(zhì)）在胞壁處溶質(zhì)濃度比整體平均濃度大兩濃度比整體平均濃度大兩個(gè)數(shù)量級。個(gè)數(shù)量級。均勻化退火；均勻化退火；第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析分支各處分支各處Sn的分布的分布極不均勻，枝干中極不均勻，枝干中心濃度最低，僅為心濃度最低，僅為6%；而分枝間的含；而分枝間的含量高達(dá)量高達(dá)23%。第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的

3、不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析2、微觀偏析、微觀偏析n固溶體在不平衡凝固時(shí)，固溶體在不平衡凝固時(shí)，由于先后析出的固體成分由于先后析出的固體成分不同，而且冷卻速度較快，不同，而且冷卻速度較快，溶質(zhì)來不及充分?jǐn)U散，凝溶質(zhì)來不及充分?jǐn)U散，凝固后固溶體每一個(gè)晶粒內(nèi)固后固溶體每一個(gè)晶粒內(nèi)成分都是不均勻的，晶粒成分都是不均勻的，晶粒內(nèi)先結(jié)晶的部分和后結(jié)晶內(nèi)先結(jié)晶的部分和后結(jié)晶的部分成分不同稱為的部分成分不同稱為晶內(nèi)晶內(nèi)偏析偏析。n固溶體合金按樹枝晶方式固溶體合金按樹枝晶方式生長時(shí)，先結(jié)晶的枝干與生長時(shí)，先結(jié)晶的枝干與后結(jié)晶的分枝也存在著成后結(jié)晶的分枝也存在著成分差異

4、。又稱分差異。又稱枝晶偏析枝晶偏析。n在鑄造條件下在鑄造條件下，常產(chǎn)生于，常產(chǎn)生于具有結(jié)晶溫度范圍、能夠具有結(jié)晶溫度范圍、能夠形成固溶體的合金中。形成固溶體的合金中。第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析2、微觀偏析、微觀偏析2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析2、微觀偏析、微觀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性先結(jié)晶的枝干上富先結(jié)晶的枝干上富Ni貧貧Cu，不易腐蝕故呈亮色；，不易腐蝕故呈亮色；而后結(jié)晶的分枝間貧而后結(jié)晶的分枝間貧Cu富富Cu，易腐蝕而呈暗色。，易腐蝕而呈暗色。擴(kuò)散退火擴(kuò)散退火2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分

5、的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析同樣的放大倍數(shù)，枝晶已經(jīng)消失，現(xiàn)在看到的是固溶體的晶粒和晶界。2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析 鑄鋼組織也呈樹枝狀，其中先結(jié)晶的枝干中心含碳量較低，后結(jié)晶出的分枝含碳量較高，枝晶間的含碳量更高。2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析影響因素：（1）當(dāng)其他條件相同時(shí)，冷卻速度影響的雙重性。冷卻速度快，溶質(zhì)擴(kuò)散越不充分，晶內(nèi)偏析越嚴(yán)重。另一方面，冷速增加，晶

6、粒細(xì)化，偏析降低。（2）偏析元素在固溶體中的擴(kuò)散能力越小，則晶內(nèi)偏析越嚴(yán)重。（3）相圖上液相線與固相線之間的水平距離越大，晶內(nèi)偏析越嚴(yán)重。當(dāng)k1時(shí)，溶質(zhì)平衡分配系數(shù)k越小，固液界面的溶質(zhì)愈富集。1-k來衡量溶質(zhì)的偏析程度，稱為偏析系數(shù)。第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析2.2晶內(nèi)偏析晶內(nèi)偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析11晶粒并排生長，晶界平晶粒并排生長，晶界平行于晶體生長方向，晶行于晶體生長方向，晶界與液相的接觸處存在界與液相的接觸處存在凹槽，溶質(zhì)原子在此處凹槽，溶質(zhì)原子在此處富集，凝固后就形成了富集，凝固后就

7、形成了晶界偏析。晶界偏析。2.3晶界偏析晶界偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析12晶粒相對生長，在對合處晶粒相對生長，在對合處彼此相遇。晶粒結(jié)晶時(shí)所彼此相遇。晶粒結(jié)晶時(shí)所排出的溶質(zhì)（排出的溶質(zhì)（k01）和其）和其他雜質(zhì)元素在固他雜質(zhì)元素在固-液界面前液界面前沿富積，在最后凝固的晶沿富積，在最后凝固的晶界對合部位將含有較多的界對合部位將含有較多的溶質(zhì)和其他低熔點(diǎn)物質(zhì)，溶質(zhì)和其他低熔點(diǎn)物質(zhì)，造成晶界偏析。造成晶界偏析。 2.3 晶界偏析晶界偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析13微觀偏析是一種不平衡狀態(tài)，在熱力學(xué)上是

8、不穩(wěn)定的。微觀偏析是一種不平衡狀態(tài)，在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的。可通過擴(kuò)散退火或均勻化退火來消除，即將合金加熱可通過擴(kuò)散退火或均勻化退火來消除，即將合金加熱到低于固相線到低于固相線100200的溫度，進(jìn)行長時(shí)間保溫，的溫度，進(jìn)行長時(shí)間保溫，使偏析元素進(jìn)行充分?jǐn)U散，以達(dá)到均勻化。但對于已使偏析元素進(jìn)行充分?jǐn)U散，以達(dá)到均勻化。但對于已經(jīng)形成的化合物，均勻退火也無能為力，應(yīng)從減少合經(jīng)形成的化合物，均勻退火也無能為力，應(yīng)從減少合金中的氧和硫含量入手。金中的氧和硫含量入手。第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性2、微觀偏析、微觀偏析14K01：后結(jié)晶固相溶質(zhì)濃度高于先結(jié)晶部分；后結(jié)晶固相溶質(zhì)濃度高

9、于先結(jié)晶部分；后結(jié)晶的固相溶質(zhì)濃度降低；后結(jié)晶的固相溶質(zhì)濃度降低；圖圖11-3 單向凝固時(shí)鑄棒內(nèi)溶質(zhì)的分布單向凝固時(shí)鑄棒內(nèi)溶質(zhì)的分布a平衡凝固平衡凝固 b液相只有擴(kuò)散液相只有擴(kuò)散 c液相完全混合液相完全混合 d液相部分混合液相部分混合 正常偏析隨著溶質(zhì)偏析系數(shù)正常偏析隨著溶質(zhì)偏析系數(shù)|1-k0|的增大而增大。但對于偏析系數(shù)較大的的增大而增大。但對于偏析系數(shù)較大的合金，當(dāng)溶質(zhì)含量較高時(shí)，合金傾向于體積凝固，偏析反而減輕。合金，當(dāng)溶質(zhì)含量較高時(shí)，合金傾向于體積凝固，偏析反而減輕。偏析使鑄件性能不均勻，也難以通過熱處理消除，但可以利用溶質(zhì)的正常偏偏析使鑄件性能不均勻，也難以通過熱處理消除，但可以利用

10、溶質(zhì)的正常偏析現(xiàn)象對金屬進(jìn)行提純精煉。析現(xiàn)象對金屬進(jìn)行提純精煉。n正偏析正偏析3.1 正偏析正偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析3.1 正偏析正偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析當(dāng)鋼液澆入鑄型后，鑄型溫度低，鋼液當(dāng)鋼液澆入鑄型后，鑄型溫度低，鋼液來不及在宏觀范圍內(nèi)選擇來不及在宏觀范圍內(nèi)選擇第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析3.1 正偏析正偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析16與正偏析相反，當(dāng)與正偏析相反，當(dāng)K01時(shí)，表面或底部含溶質(zhì)

11、元素多，時(shí)，表面或底部含溶質(zhì)元素多，而中心部分或上部含溶質(zhì)較少。而中心部分或上部含溶質(zhì)較少。Al-4.7Cu 合金鑄件的逆偏析合金鑄件的逆偏析3.2 逆偏析逆偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析17擴(kuò)大鑄件內(nèi)中心擴(kuò)大鑄件內(nèi)中心等軸晶帶，阻止等軸晶帶，阻止柱狀晶發(fā)展，使柱狀晶發(fā)展，使富集溶質(zhì)的液體富集溶質(zhì)的液體不易從中心排向不易從中心排向表層，減少液體表層，減少液體中的氣體含量等中的氣體含量等可抑制逆偏析。可抑制逆偏析。3.2 逆偏析逆偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均

12、勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析3.2 逆偏析逆偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析19圖圖11-5 鑄錠產(chǎn)生鑄錠產(chǎn)生V形和逆形和逆V形形 偏析部位示意圖偏析部位示意圖收縮孔收縮孔正偏析正偏析逆逆V偏析偏析V偏析偏析負(fù)偏析負(fù)偏析由于密度的差異，由于密度的差異，先凝固部分結(jié)晶先凝固部分結(jié)晶沉淀，在鑄錠的沉淀，在鑄錠的下半部形成低于下半部形成低于平均成分的負(fù)偏平均成分的負(fù)偏析區(qū)，上部則形析區(qū)，上部則形成高于平均成分成高于平均成分的正偏析區(qū)。的正偏析區(qū)。 當(dāng)鑄錠中央部分在凝當(dāng)鑄錠中央部分在凝固下

13、沉?xí)r，側(cè)面向斜固下沉?xí)r，側(cè)面向斜下方產(chǎn)生拉應(yīng)力，在下方產(chǎn)生拉應(yīng)力，在其上部形成逆其上部形成逆V形裂形裂縫，并被富含溶質(zhì)的縫，并被富含溶質(zhì)的液相所填充，最終形液相所填充，最終形成逆成逆V形偏析帶。形偏析帶。3 宏觀偏析宏觀偏析3.3V形偏析和逆形偏析和逆V形偏析形偏析20211.1.帶狀偏析帶狀偏析常出現(xiàn)在鑄錠或厚壁鑄件中，有時(shí)是連續(xù)的，有時(shí)則是間常出現(xiàn)在鑄錠或厚壁鑄件中，有時(shí)是連續(xù)的，有時(shí)則是間斷的，偏析的斷的，偏析的帶狀總是和液帶狀總是和液- -固界面相平行固界面相平行。2.2.帶狀偏析的形成是由于固帶狀偏析的形成是由于固- -液液界面前沿液相中存在溶質(zhì)富集層且晶體界面前沿液相中存在溶質(zhì)富集

14、層且晶體生長速度發(fā)生變化生長速度發(fā)生變化的緣故。的緣故。3.3.減少溶質(zhì)含量減少溶質(zhì)含量, ,采取孕育措施細(xì)化晶粒采取孕育措施細(xì)化晶粒, ,加強(qiáng)固液界面前的對流和攪加強(qiáng)固液界面前的對流和攪拌拌, ,也能夠防止或減少帶狀偏析的形成也能夠防止或減少帶狀偏析的形成. .3.4 帶狀偏析帶狀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析3.4 帶狀偏析帶狀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析3.4 帶狀偏析帶狀偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻

15、性3、宏觀偏析、宏觀偏析231.1.由于密度差由于密度差, ,且緩慢冷卻且緩慢冷卻, ,造成上浮或下沉造成上浮或下沉; ;2.2.增加冷速，盡量降低合金的澆注溫度和澆注速度，增加冷速，盡量降低合金的澆注溫度和澆注速度，加入第三種合金元素加入第三種合金元素。3.5 密度偏析密度偏析第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)成分的不均勻性化學(xué)成分的不均勻性3、宏觀偏析、宏觀偏析241、氣孔、氣孔定義：定義：金屬液在凝固過程中，陷入金屬中的氣泡在鑄件中形成的孔洞。存在形式：存在形式：固溶體、化合物和氣態(tài)氣體來源：氣體來源：熔煉過程中，與爐氣直接接觸，是金屬吸氣的主要來源；爐料的銹蝕或油污、使用潮濕或含硫量過高的燃料；合金液

16、與鑄型的相互作用；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)、鑄型透氣性差、無足夠的排氣措施、澆注速度控制不當(dāng)，都會(huì)使合金液在澆入型腔時(shí)發(fā)生噴射、飛濺和渦流而使空氣卷入。氣體溶解度常用氣體溶解度常用100g金屬所能溶解的氣體金屬所能溶解的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積表示，即在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積表示，即cm3/100g第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物1、氣孔概述、氣孔概述第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物1、氣孔概述、氣孔概述第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物1、氣孔概述、氣孔概述第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和

17、非金屬夾雜物物氣孔對鑄件質(zhì)量的影響：減少鑄件截面積潛在的裂紋源，降低疲勞強(qiáng)度固溶體中氣體析出，如白點(diǎn)造成的氫脆降低鑄件氣密性影響鑄造性能。析出氣體的反壓力影響金屬液補(bǔ)縮，造成晶間疏松。26析出性氣孔析出性氣孔液態(tài)金屬在冷卻凝固過程中，因氣體溶解度下降，析出的氣體來不及逸出而產(chǎn)生的氣孔。多集中在冒口附近和熱節(jié)等溫度較高的區(qū)域。主要是氫氣孔氫氣孔，其次是其次是氮?dú)饪椎獨(dú)饪?、氣孔的分類及特征、氣孔的分類及特征第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物2、氣孔的分類及特征、氣孔的分類及特征第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物27浸入性氣孔浸入性氣

18、孔在高溫液態(tài)金屬作用下鑄型和型芯等產(chǎn)生的氣體，浸入金屬內(nèi)部所形成的氣孔。常出現(xiàn)在鑄件表層或近表層；主要?dú)怏w來源于砂型和砂芯中的水分、粘結(jié)劑和附加物的揮發(fā)和分解。一般是水蒸氣、CO、CO2、H2、CnHn等。反應(yīng)性氣孔反應(yīng)性氣孔金屬液與鑄型之間，金屬液與熔渣之間或金屬液內(nèi)部某些元素化合物之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣孔。金屬液與鑄型反應(yīng)產(chǎn)生的氣孔常分布在鑄件皮下13mm處，皮下氣孔，經(jīng)加工或清理后露出來。2、氣孔的分類及特征、氣孔的分類及特征第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物28析出性氣孔的形成機(jī)理析出性氣孔的形成機(jī)理液相中的氣體僅存在有限擴(kuò)散、固相無擴(kuò)散，界面前沿液

19、相中溶質(zhì)的分布：cL=c01+ 1-K0K0exp(- )RxDL圖4-5初始析出的固相濃度為初始析出的固相濃度為K0C0，在，在凝固前沿處液相中氣體濃度達(dá)到凝固前沿處液相中氣體濃度達(dá)到最大最大C0/K03、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物3、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物29析出性氣孔的形成機(jī)理析出性氣孔的形成機(jī)理假設(shè)液相中氣體濃度超過其在液態(tài)金屬中的飽和氣體濃度SL，則析出氣體；產(chǎn)生過飽和區(qū)的寬度：X lnDLR1-K0K0( - 1)SLC0氣泡能否析出還決定

20、于存在時(shí)間T的長短：T= =R lnDLR21-K0K0( - 1)SLC03、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物30n固液界面推移速度對形成氣孔的影響：固液界面推移速度對形成氣孔的影響：析出性氣孔的形成機(jī)理析出性氣孔的形成機(jī)理3、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物31n析出性氣孔通常分布在鑄件的整個(gè)斷面或冒口、熱節(jié)等析出性氣孔通常分布在鑄件的整個(gè)斷面或冒口、熱節(jié)等溫度較高的區(qū)域。當(dāng)金屬含氣量較少時(shí)，呈裂紋多角形溫度較高的區(qū)域。當(dāng)金屬含氣量較少時(shí)，呈裂紋多角形狀；而含氣量

21、較多時(shí)，氣孔較大，呈團(tuán)球形。狀；而含氣量較多時(shí)，氣孔較大，呈團(tuán)球形。3、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物32浸入性氣孔的形成機(jī)理浸入性氣孔的形成機(jī)理將液態(tài)金屬澆入砂型時(shí)，將液態(tài)金屬澆入砂型時(shí)，砂型或砂芯砂型或砂芯在金屬液的高溫作用下會(huì)在金屬液的高溫作用下會(huì)產(chǎn)生大量氣體產(chǎn)生大量氣體，隨著溫度的升高和氣體量的增加，金屬，隨著溫度的升高和氣體量的增加，金屬-鑄型界鑄型界面處氣體的壓力不斷增大。當(dāng)界面上局部氣體的壓力高于外界面處氣體的壓力不斷增大。當(dāng)界面上局部氣體的壓力高于外界阻力時(shí)，氣體就會(huì)侵入液態(tài)金屬，阻力時(shí)，氣體就會(huì)侵入液態(tài)金屬，在

22、型壁上形成氣泡在型壁上形成氣泡。氣泡形。氣泡形成后將成后將脫離型壁脫離型壁，浮入型腔液態(tài)金屬中。當(dāng)氣泡，浮入型腔液態(tài)金屬中。當(dāng)氣泡來不及上浮逸來不及上浮逸出出時(shí)，就會(huì)在金屬中形成侵入性氣孔。時(shí)，就會(huì)在金屬中形成侵入性氣孔。侵入性氣孔的特征是侵入性氣孔的特征是數(shù)量較少數(shù)量較少、體積較大體積較大、孔壁光滑、孔壁光滑、表面有氧化色，常出現(xiàn)在表面有氧化色，常出現(xiàn)在鑄件表層或近表層鑄件表層或近表層。形狀多。形狀多呈梨形、橢圓形或圓形，梨尖一般指向氣體侵入的方呈梨形、橢圓形或圓形，梨尖一般指向氣體侵入的方向。侵入的氣體一般是水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、向。侵入的氣體一般是水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氫、氮

23、和碳?xì)浠衔锏取洹⒌吞細(xì)浠衔锏取?3、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物33浸入性氣孔的形成機(jī)理浸入性氣孔的形成機(jī)理界面上局部氣體的壓力P氣滿足一定條件時(shí)，氣體就能在鑄件開始凝固的初期浸入金屬液中成為氣泡，氣泡不能上浮逸出時(shí)就形成梨形氣孔。P P氣氣P Pa a+H+H+2L-gL-gr圖4-63、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物34反應(yīng)性氣孔的形成機(jī)理反應(yīng)性氣孔的形成機(jī)理n金屬液與鑄型間的反應(yīng)性氣孔（皮下氣孔）金屬液與鑄型間的反應(yīng)性氣孔（皮下氣孔）N2氣孔、氣孔

24、、H2氣孔和氣孔和CO氣孔氣孔Al + HAl + H2 2OAlOAl2 2O O3 3 + H + H2 2FeO + C Fe + COFeO + C Fe + COmMe + nH2O(g)MemOn+nH2n金屬液內(nèi)反應(yīng)性氣孔金屬液內(nèi)反應(yīng)性氣孔金屬液中元素間反應(yīng)性氣孔渣氣孔碳氧反應(yīng)氣孔水蒸氣反應(yīng)氣孔碳?xì)浞磻?yīng)氣孔(FeO) + C Fe + COFe + CO(FeO) + C Fe + COFe + CO氣氣3、氣孔的形成機(jī)理、氣孔的形成機(jī)理第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物35影響因素影響因素金屬液原始含氣量金屬液原始含氣量氣體性質(zhì)：擴(kuò)散系數(shù)氣體性質(zhì)

25、：擴(kuò)散系數(shù)DL合金成分：合金成分：K0冷卻速度冷卻速度:cL=c01+ 1-K0K0exp(- )RxDLX lnDLR1-K0K0( - 1)SLC0T= =R lnDLR21-K0K0( - 1)SLC04、影響氣孔形成的因素及防治措施、影響氣孔形成的因素及防治措施第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物防止析出性氣孔的措施防止析出性氣孔的措施36防止析出性氣孔的措施防止析出性氣孔的措施保持爐料清潔、干燥，減少金屬液的原始含氣量；控制型砂、砂芯的水分，限制鑄型中有機(jī)黏結(jié)劑的用量和樹脂的氮含量，減少澆注時(shí)發(fā)氣量；采取精煉除氣除氣措施，降低金屬液中的含氣量；采用低溫或

26、真空熔煉；提高金屬凝固時(shí)冷卻速度和外壓；浮游去氣浮游去氣真空去氣真空去氣氧化去氣氧化去氣冷凝除氣冷凝除氣4、影響氣孔形成的因素及防治措施、影響氣孔形成的因素及防治措施第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物4、影響氣孔形成的因素及防治措施、影響氣孔形成的因素及防治措施第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物4、影響氣孔形成的因素及防治措施、影響氣孔形成的因素及防治措施第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物37防止反應(yīng)性氣孔的措施防止反應(yīng)性氣孔的措施采取烘干、除濕等措施，防止和減少氣體進(jìn)入液態(tài)金屬；嚴(yán)格控制合金中強(qiáng)氧

27、化性元素的含量；適當(dāng)提高澆注溫度，盡量保證金屬液平穩(wěn)進(jìn)入鑄型，減少液態(tài)金屬的氧化。防止浸入性氣孔的措施防止浸入性氣孔的措施減小氣體壓力。嚴(yán)格控制型砂和芯砂中發(fā)氣物質(zhì)的含量和濕型砂的水分；降低發(fā)氣量和發(fā)氣速度。增大氣體浸入金屬液的阻力。刷涂料。使氣泡能從金屬液浮出。適當(dāng)提高澆鑄溫度和速度。主要從合金和鑄型兩面考慮主要從合金和鑄型兩面考慮4、影響氣孔形成的因素及防治措施、影響氣孔形成的因素及防治措施第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物381.1.夾雜物的來源及分類夾雜物的來源及分類夾雜物來源夾雜物來源原材料本身熔煉、處理時(shí)產(chǎn)生反應(yīng)生成；轉(zhuǎn)包及澆注過程中產(chǎn)生的夾雜物分類

28、夾雜物分類按夾雜物來源按夾雜物來源內(nèi)生夾雜物外生夾雜物按夾雜物組成按夾雜物組成氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等按夾雜物形成時(shí)間按夾雜物形成時(shí)間一次夾雜物二次夾雜物二次氧化物夾雜按夾雜物形狀按夾雜物形狀第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物392.夾雜物對金屬性能的影響夾雜物對金屬性能的影響n 夾雜物破壞了金屬的連續(xù)性，使強(qiáng)度和塑性下降；夾雜物破壞了金屬的連續(xù)性，使強(qiáng)度和塑性下降；n 尖角形夾雜物易引起應(yīng)力集中，顯著降低沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度；尖角形夾雜物易引起應(yīng)力集中，顯著降低沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度；n 易熔夾雜物分布于晶界，不僅降低強(qiáng)度且能引起熱裂；易熔夾雜物分布于晶界，

29、不僅降低強(qiáng)度且能引起熱裂；n 促進(jìn)氣孔的形成，既能吸附氣體，又促使氣泡形核；促進(jìn)氣孔的形成，既能吸附氣體，又促使氣泡形核；n 在某些情況下，也可利用夾雜物改善金屬的某些性能，如提高材在某些情況下，也可利用夾雜物改善金屬的某些性能，如提高材料的硬度、增加耐磨性以及細(xì)化金屬組織等。料的硬度、增加耐磨性以及細(xì)化金屬組織等。n金屬液中含有懸浮難熔固體夾雜物將顯著降低它的流動(dòng)性。金屬液中含有懸浮難熔固體夾雜物將顯著降低它的流動(dòng)性。第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物403.3.一次一次夾雜物的形成及防止措施夾雜物的形成及防止措施一次夾雜物來源一次夾雜物來源夾雜物的偏晶析出L

30、1L2+AmBnFeL1FeL2 + SiO2例鋼水脫氧加入硅鐵后：夾雜物的聚合長大夾雜物粒子的碰撞和聚合夾雜物粒子的碰撞和聚合3Al2O3+2SiO23Al2O32SiO2SiO2+FeO FeSiO3防止措施防止措施熔煉法過濾法第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物414.4.二次二次夾雜物的形成及防止措施夾雜物的形成及防止措施二次夾雜物的形成二次夾雜物的形成澆注和充型過程中產(chǎn)生的氧化物澆注和充型過程中產(chǎn)生的氧化物影響二次氧化夾雜物形成的因素影響二次氧化夾雜物形成的因素化學(xué)成分金屬液流軸承鋼：軸承鋼：剛出爐時(shí)鋼水中的含氧量剛出爐時(shí)鋼水中的含氧量1636ppm；澆

31、包中鋼水的含氧量增至澆包中鋼水的含氧量增至24 44ppm；鑄件含氧量：鑄件含氧量：37 48ppm。與大氣接觸機(jī)會(huì)與大氣接觸機(jī)會(huì)接觸面積接觸面積接觸時(shí)間接觸時(shí)間第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物42防止和減少二次氧化夾雜物的途徑防止和減少二次氧化夾雜物的途徑正確選擇合金成分，嚴(yán)格控制易氧化元素的含量；嚴(yán)格控制鑄型水分，加入煤粉等碳質(zhì)材料或采用涂料形成還原性氣氛；采用合理的澆注工藝及澆冒口系統(tǒng)，保持金屬液充型過程平穩(wěn)流動(dòng)；加熔劑、采用復(fù)合脫氧劑、過濾法等。第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物4.4.二次二次夾雜物的形成及防止措施夾雜

32、物的形成及防止措施43次生夾雜物的形成次生夾雜物的形成合金液在凝固過程中,由于溶質(zhì)再分配結(jié)果，液相中的溶質(zhì)濃度不斷增高，出現(xiàn)偏析液相,當(dāng)枝晶間的偏析達(dá)到過飽和時(shí),則析出非金屬夾雜物，又稱偏析夾雜物。Fe-C合金：合金：假定僅存在假定僅存在Mn、S兩種雜質(zhì)兩種雜質(zhì)Mn + SMnS生成的生成的MnS夾雜物，隨著溫度的不斷下降，枝晶間夾雜物，隨著溫度的不斷下降，枝晶間液相中的液相中的Mn和和S進(jìn)一步富集，且在合金液中的溶解進(jìn)一步富集，且在合金液中的溶解度隨之降低，促使度隨之降低，促使MnS不斷長大或生成新的不斷長大或生成新的MnS。第二節(jié)第二節(jié) 鑄件中的氣孔和非金屬夾雜鑄件中的氣孔和非金屬夾雜物物

33、4.4.二次二次夾雜物的形成及防止措施夾雜物的形成及防止措施46第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松1、金屬收縮的基本概念、金屬收縮的基本概念二元合金收縮過程示意圖二元合金收縮過程示意圖a）合金相圖）合金相圖 b）有一定結(jié)晶溫度范圍的合金）有一定結(jié)晶溫度范圍的合金 c）恒溫凝固的合金）恒溫凝固的合金a）c）b）成分成分/體收縮率體收縮率/體收縮率體收縮率/nmAB溫溫度度/溫溫度度/溫溫度度/T澆澆 II IIIImnIIIIII液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮固相收縮固相收縮凝固收縮凝固收縮471、金屬收縮的基本概念、金屬收縮的基本概念液態(tài)收縮液態(tài)收縮(T(T澆澆-T-TL L) )v v液液

34、v v液液(T(T澆澆-T-TL L) )100100 原因原因：氣體排出；空穴減少；原子間間距減小。 液態(tài)體收液態(tài)體收縮率（縮率（%）金屬的液態(tài)體金屬的液態(tài)體收縮系數(shù)收縮系數(shù) 影響因素影響因素：合金成分、溫度、氣體 和夾雜物含量等；（澆液液100) LVVTT第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松481、金屬收縮的基本概念、金屬收縮的基本概念凝固收縮凝固收縮(T(TL L- - T T固固) )純金屬和共晶合金：凝固期間的體收縮只是由于狀態(tài)的改變，而與溫度無關(guān)；結(jié)晶溫度范圍合金：收縮率既與狀態(tài)改變時(shí)的體積變化有關(guān)，又與溫度范圍有關(guān)；原因：原因：空穴減少；原子間間距減小。() 100V LSV L

35、SLSVTT（）凝（ 第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松491、金屬收縮的基本概念、金屬收縮的基本概念凝固收縮凝固收縮(T(TL L- - T T固固) )此兩種收縮此兩種收縮在外部表現(xiàn)皆為體積減小，一般表現(xiàn)為液在外部表現(xiàn)皆為體積減小，一般表現(xiàn)為液面降低，因此稱為體積收縮面降低，因此稱為體積收縮,是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因。基本原因。第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松501、金屬收縮的基本概念、金屬收縮的基本概念固態(tài)收縮固態(tài)收縮(T(T固固) )v固固 = v固固 (Ts-T0)100% l = l (Ts-T0)100%v3l ，v3l固態(tài)收縮還引起鑄件外部尺寸的變

36、化故稱尺寸收縮或線收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松縮孔和縮松的基本原因的基本原因 。而固。而固相收縮對相收縮對應(yīng)力、變形與裂紋應(yīng)力、變形與裂紋影響較大。影響較大。第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松511、金屬收縮的基本概念、金屬收縮的基本概念金屬從澆注溫度冷卻到室溫所產(chǎn)生的體積收縮：金屬從澆注溫度冷卻到室溫所產(chǎn)生的體積收縮：v總總= v液液 + v凝凝 + v固固不同的合金收縮率不同。在常用的合金中，鑄鋼的收縮最大，灰口鑄不同的合金收縮率不同。在常用的合金中，鑄鋼的收縮最大，灰口鑄鐵的收縮最小。因?yàn)榛铱阼T鐵中大部分碳是以石墨狀態(tài)存在的，由于鐵的收縮最小。

37、因?yàn)榛铱阼T鐵中大部分碳是以石墨狀態(tài)存在的，由于石墨的比容大，在結(jié)晶過程中，石墨析出所產(chǎn)生的體積膨脹，抵銷了石墨的比容大，在結(jié)晶過程中，石墨析出所產(chǎn)生的體積膨脹，抵銷了合金的部分收縮合金的部分收縮(一般每析出一般每析出1%的石墨，鑄鐵體積約增加的石墨，鑄鐵體積約增加2%)。第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松522、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征縮孔縮孔內(nèi)縮孔內(nèi)縮孔外縮孔外縮孔常出現(xiàn)在鑄件的外部或頂部，一般在鑄件上部呈漏斗狀。產(chǎn)于鑄件內(nèi)部，孔壁粗糙不規(guī)則，有時(shí)可見發(fā)達(dá)的樹枝晶第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松532、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征縮孔縮孔a）明縮孔）

38、明縮孔 b）凹角縮孔）凹角縮孔 c）芯面縮孔）芯面縮孔 d）內(nèi)部縮孔）內(nèi)部縮孔第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松542、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松552、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征縮松縮松常分布于鑄件壁的軸線區(qū)域、縮孔附近或鑄件厚壁的中心部位。分為宏觀縮松和顯微縮松；顯微縮松一般出現(xiàn)在枝晶間和分枝之間；第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松562、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征縮松縮松縮孔和縮松可使鑄件力學(xué)性能、氣密性和物化性能大縮孔和縮松可使鑄件力學(xué)性能、氣密性和物化性能大大降低，以至成為廢品。是極其有害的

39、鑄造缺陷之一大降低，以至成為廢品。是極其有害的鑄造缺陷之一第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松572、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征ABmn？凝固？凝固層狀凝層狀凝固固體積凝體積凝固固第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松582、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征TLTLTSTSGG體積凝固層狀凝固樹枝晶胞狀晶縮松縮松縮孔縮孔第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松59鑄件熱節(jié)處的縮孔與縮松鑄件熱節(jié)處的縮孔與縮松2、縮孔與縮松的分類及特征、縮孔與縮松的分類及特征第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松603、縮孔與縮松的形成機(jī)理、縮孔與縮松的形成機(jī)理形成原因：形成原因：合金液態(tài)收縮和

40、凝固收縮大于固態(tài)收縮值；形成條件：形成條件：鑄件由表及里逐層凝固；縮孔的形成縮孔的形成形成過程：形成過程：第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松613、縮孔與縮松的形成機(jī)理、縮孔與縮松的形成機(jī)理縮松的形成縮松的形成形成條件：形成條件：糊狀凝固方式；或者是在縮松區(qū)域內(nèi)鑄件斷面的溫度梯度小，凝固區(qū)域較寬，合金液幾乎同時(shí)凝固。形成原因：形成原因：合金液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮值；顯微縮松形成條件：顯微縮松形成條件：Pg + Ps Pa + 2/r + P/r + PH H 集中縮孔易于檢查和修補(bǔ)，便于采取工藝措施防止。但縮松，特別是顯微縮松，分布面廣，既難以補(bǔ)縮，又難以發(fā)現(xiàn)既難以補(bǔ)縮，又難以發(fā)現(xiàn)。合

41、金液態(tài)收縮和凝固收縮愈大(如鑄鋼、白口鑄鐵、鋁青銅等),收縮的容積就愈大，愈易形成縮孔。第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松624、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施影響因素影響因素第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松634、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施基本原則：基本原則：針對該合金的收縮和凝固特點(diǎn)制定正確的鑄造工藝，使鑄件在凝固過程中建立良好補(bǔ)縮條件，盡可能使縮松轉(zhuǎn)盡可能使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔，并使縮孔出現(xiàn)在鑄件最后凝固的地方化為縮孔，并使縮孔出現(xiàn)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

42、，或者把澆口開在最后凝固的地方直接補(bǔ)縮，就可以獲得健全的鑄件。 第一，盡量選擇凝固區(qū)域較窄的合金，盡量選擇凝固區(qū)域較窄的合金，使合金傾向于逐層凝固，從根本上解決縮松的生成條件； 第二，對一些凝固區(qū)域較寬的合金，可采用增大凝固的溫度可采用增大凝固的溫度梯度辦法梯度辦法，使合金盡可能地趨向于逐層凝固。(1) (1) 使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔的方法使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔的方法第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松644、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施要使鑄件在凝固過程中建立良好的補(bǔ)縮條件建立良好的補(bǔ)縮條件，主要是通過控制鑄件的凝固方向使之符合“定向凝固原則定向凝固原則”。(2)

43、 (2) 防止縮孔的方法防止縮孔的方法在鑄件上遠(yuǎn)離冒口或澆口的部分到冒口或澆口之間建立遞增的溫度梯度；第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松6566冒口 儲(chǔ)存補(bǔ)縮用金屬液的空腔。順序凝固 鑄件按照一定的次序逐漸凝固。67尋找熱節(jié)的方法等溫線法內(nèi)切圓法冷鐵同時(shí)凝固 整個(gè)鑄件幾乎同時(shí)凝固。684、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：冒口補(bǔ)縮作用好，可以防止縮孔和縮松，鑄件致密；適用于凝固收縮大，結(jié)晶溫度范圍較小的合金；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：溫差 熱裂 應(yīng)力和變形；出品率低，費(fèi)工；定向凝固原則定向凝固原則第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松694、影響縮孔與縮松的因素及

44、防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施鑄造熱應(yīng)力是由于鑄件壁厚有大小，冷卻有先后，致使鑄件收縮不一致而形成。防止熱應(yīng)力和變形的方法是采用同防止熱應(yīng)力和變形的方法是采用同時(shí)凝固原則時(shí)凝固原則。 （3 3）防止應(yīng)力和變形的方法）防止應(yīng)力和變形的方法鑄件結(jié)構(gòu)各部分之間沒有溫差或溫差盡量小，使各部分同時(shí)凝固。第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松704、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不易產(chǎn)生熱裂，凝固后也不引起應(yīng)力變形；節(jié)省金屬,簡化工藝、減少勞動(dòng)量；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：鑄件中心區(qū)域易出現(xiàn)縮松，鑄件不致密；同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮

45、松縮孔與縮松714、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施同時(shí)凝固一般用于以下情況：同時(shí)凝固一般用于以下情況：(1) 碳硅含量高的灰鑄鐵，其體積收縮較小甚至不收縮，合金本身不易產(chǎn)生縮孔和縮松。 (2) 結(jié)晶溫度范圍大，容易產(chǎn)生縮松的合金（如錫青銅），對氣密性要求不高時(shí)，可采用同時(shí)凝固。(3) 壁厚均勻的鑄件，尤其是均勻薄壁鑄件。(4)球墨鑄鐵件利用石墨化膨脹力實(shí)現(xiàn)自身補(bǔ)縮時(shí)，則必須采用同時(shí)凝固原則。(5)由于合金性質(zhì)宜采用定向凝固原則的鑄件，當(dāng)熱裂、變形成為主要矛盾時(shí)，也可采用同時(shí)凝固原則。第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松724、影響縮孔與縮松的因素及防止措施

46、、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施（4 4）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施正確布置澆注系統(tǒng)的引入位置，確定合理的澆注工藝鑄件頂部設(shè)置冒口并采用頂注時(shí)，應(yīng)采用高溫慢澆，以加強(qiáng)順序凝固；同時(shí)凝固時(shí)，內(nèi)澆道應(yīng)從鑄件薄壁處引入，增加內(nèi)澆道數(shù)目，采用低溫快澆；第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松734、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施（4 4）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施采用冒口a.在鑄件的厚壁上或熱節(jié)部位設(shè)置冒口；冒口一方面要最后凝固，另一方面要有足夠的金屬液供補(bǔ)縮需要；b.冒口的有效補(bǔ)縮距離，冒口是在

47、鑄型中設(shè)置的一個(gè)儲(chǔ)存金屬液的空腔。 冒口普通冒口特種冒口明冒口暗冒口保溫冒口發(fā)熱冒口大氣壓力冒口易割冒口第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松744、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施（4 4）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施采用補(bǔ)貼在鑄件上加補(bǔ)貼，造成人為的楔形補(bǔ)縮通道，以消除中間區(qū)段的軸線縮松；第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松754、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施（4 4）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施）兩種凝固原則應(yīng)采用的工藝措施采用冷鐵作用：作用：用以加大鑄件局部冷速；鐵、鋼材、銅等金屬材

48、料，以及蓄熱系數(shù)比石英砂大的非金屬材料；第三節(jié)第三節(jié) 縮孔與縮松縮孔與縮松764.1縮孔與縮松縮孔與縮松4、影響縮孔與縮松的因素及防止措施、影響縮孔與縮松的因素及防止措施措施措施將鑄件置于壓力缸中，澆注后迅速關(guān)閉澆注孔，使鑄件在壓力下凝固，可以消除或減輕顯微縮松的程度；加壓補(bǔ)縮加壓補(bǔ)縮:主要用于消除顯微縮松；懸浮鑄造懸浮鑄造7778白口鑄鐵的收縮率高，產(chǎn)生白口鑄鐵的收縮率高，產(chǎn)生裂紋、縮孔、縮松的傾向大。裂紋、縮孔、縮松的傾向大?；诣T鐵的縮前膨脹具有自補(bǔ)縮作灰鑄鐵的縮前膨脹具有自補(bǔ)縮作用，縮孔與縮松的傾向較小。用，縮孔與縮松的傾向較小。79圖圖11-19 灰鑄鐵和球墨鑄鐵共晶石墨長大示意圖灰鑄

49、鐵和球墨鑄鐵共晶石墨長大示意圖a）片狀石墨長大）片狀石墨長大 b）球狀石墨長大）球狀石墨長大CCCCb）液體液體液體液體石墨石墨奧氏奧氏體體膨脹力膨脹力孔孔隙隙a）液體液體液體液體石墨石墨奧氏體奧氏體CCCC805CrNiMo熱作模具鋼（電弧爐冶煉）中的熱作模具鋼（電弧爐冶煉）中的氣孔，橫向低倍照片，在鍛坯上發(fā)現(xiàn)。氣孔，橫向低倍照片，在鍛坯上發(fā)現(xiàn)。裂紋降低金屬強(qiáng)度，引起應(yīng)力集中，斷裂，事故。檢測工作：X射線、射線、磁粉、超聲波探傷等。（1）強(qiáng)度理論 合金高溫力學(xué)性能研究表明：合金在固相線上下溫度范圍內(nèi)延伸率極低，金屬呈脆性斷裂，稱為“脆性區(qū)”。鑄件在凝固末期，結(jié)晶骨架已經(jīng)形成并開始線收縮，由于

50、鑄件收縮受阻，鑄件中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和塑性變形，而此時(shí)合金處于脆性區(qū)，當(dāng)應(yīng)力大于該溫度下合金的極限強(qiáng)度后，鑄件就會(huì)開裂。脆性區(qū)越大，金屬處于塑性區(qū)時(shí)間越長，熱裂越容易形成。 前面說的“有效結(jié)晶溫度范圍”和脆性溫度區(qū)間是從不同的角度提出的。前者是從冶金學(xué)角度出發(fā)的，著眼于合金的結(jié)晶收縮過程；后者從力學(xué)性能角度出發(fā)，著眼于合金的高溫力學(xué)性能，但兩者所指的溫度區(qū)間是基本一致的。 因此，可以認(rèn)為鑄件的熱裂發(fā)源于凝固期間的有效結(jié)晶溫度區(qū)間，并有可能在凝固后進(jìn)一步擴(kuò)展。（2）液膜理論研究表明：合金在凝固期間的熱裂傾向于合金結(jié)晶末期晶體周圍的液體性質(zhì)及其厚薄密切相關(guān)。 當(dāng)鑄件凝固到固相線附近時(shí)，晶體周圍還有少量未凝固的液體，構(gòu)成一層液膜。