文档介绍：第一节铸造
概述
铸件成形理论基础
造型方法
铸造工艺分析
特种铸造
常用铸造方法的比较
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铸造新工艺新技术简介
铸造技术的发展趋势
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第十一页，共一百三十三页。
1）收缩：合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。通常用体收缩率或线收缩率来表示。
合金的收缩
1、合金的收缩及影响因素
合金的收缩过程可分为三个阶段：如图2-6所示。
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
I—液态收缩 II—凝固收缩 III—固态收缩
a) 合金状态图 b) 一定温度范围合金 c) 共晶合金
a) b) c)
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（1）液态收缩指合金从浇注温度冷却到液相线温度过程中的收缩。
（2）凝固收缩指合金在液相线和固相线之间凝固阶段的收缩。结晶温度范围越大，收缩率越大。液态和凝固收缩时金属液体积缩小，是形成缩孔和缩松的基本原因。
（3）固态收缩指合金从固相线温度冷却到室温时的收缩。用线收缩率表示，它对铸件形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。
1）收缩
体收缩：合金从液态冷却到固相线的体积改变量。
线收缩：合金从固相线冷却到常温的线尺寸改变量。
包括下面三个阶段：
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2）影响收缩的因素：
1）化学成分;
2）浇注温度越高，过热度越大，收缩越大;
3）铸件结构和铸型条件，铸件结构造成各部分冷却速度不同，产生内部应力阻碍收缩；铸型和型芯产生机械阻力。
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3) 缩孔及缩松
铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。
合金液态收缩和凝固收缩愈大(如铸钢、白口铸铁、铝青铜等)，收缩的容积就愈大，愈易形成缩孔。合金浇注温度愈高，液态收缩也愈大(通常每提高100 ℃，%左右)，愈易产生缩孔。纯金属或共晶成分的合金，易形成集中的缩孔；结晶间隔大的合金，易产生缩松。
图2-7 相图与缩孔、缩松和铸件致密性的关系
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4）防止产生缩孔和缩松的方法
防止缩孔和缩松的基本原则是：采用合理的工艺条件，使缩松转化为缩孔，并使缩孔移至冒口中。
图2-8 定向凝固方式
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铸造应力:铸件的固态收缩受到阻碍而引起的内应力。可分为热应力、收缩应力和相变应力；
热阻碍：铸件各部分由于冷却速度不同，收缩量不同而引起的阻碍,由其引起的应力称热应力。
机械阻碍：铸型、型芯对铸件收缩的阻碍,由其引起的应力称机械应力（收缩应力）。
2、铸造应力
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2）收缩应力：由机械阻碍产生，一般都是拉应力，在形成应力的原因消除时，应力也随之消除。但如果临时拉应力和残留热应力同时作用在某瞬间超过铸件的强度极限时，铸件将产生裂纹。如图2-4所示。
图2-9 法兰收缩受机械阻碍
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3）减小和消除铸造应力的措施
（1）合理设计铸件结构。尽量避免牵制收缩的结构，如壁厚均匀，壁之间连接均匀等。
（2）选用较好的造型工艺：改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇口、冒口。
（3）采用合适的铸造工艺：符合同时凝固的原则。如图2-5所示，各部分温差小，不易产生热应力。主要用于收缩较小的普通灰铸铁、结晶范围大，不易实现冒口补缩，对气密性要求不高的锡青铜铸件等。
（4）去应力退火。
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图2-10 同时凝固原则
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3、铸件的变形
残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。如图2-11所示的框架铸件，图2-12的T型梁，当刚度不够时，将产生如图所示的变形。
图2-11 框架铸件的变形
图2-12 T型梁的变形
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