工程材料及成形工艺基础(14)

5铸造内应力分热应力和机械应力。

6顺序凝固，是使铸件按递增的温度梯度方向从一个部分到另一个部分依次凝固。

7顺序凝固可以有效地防止缩孔和宏观缩松，主要适用于纯金属和结晶温度范围窄、靠近共晶成分的合金，也适用于凝固收缩大的合金补缩。

8缩孔和缩松的防止方法：顺序凝固、加压补缩、压力铸造、离心铸造。

9铸件在凝固后继续冷却的过程中产生的固态收缩受到阻碍及热作用，会产生铸造内应力。铸造内应力是铸件产生变形和裂纹等缺陷的主要原因。铸造内应力分为热应力和机械应力。热应力使厚壁受拉应力，薄壁受压应力。

10 为预防热应力，设计铸件结构尽量使铸件的壁厚均匀，并在铸造工艺上采用同时凝固原则。

11 同时凝固原则，是从工艺上采取必要的措施，使铸件各部分冷却速度尽量一致。具体方法是将浇口开在铸件的薄壁处，以减小该处的冷却速度，而在厚壁处可放置冷铁以加快冷却速度。同时凝固原则，主要适用于缩孔、缩松倾向较小的灰口铸铁等合金。

12机械应力 铸件收缩时受到铸型、型芯等的机械阻碍而引起的应力称为机械应力。

13消除应力，时效处理，分为人工时效和自然时效。

14铸件的变形，厚壁部位受拉应力，有缩短的趋势或向内凹，薄壁部位受压应力，有伸长的趋势或向外凸。 15 热裂是凝固末期，金属处于固相线附近的高温下形成的。热裂纹的形状特征：裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色，即铸钢件呈黑色，铝合金呈暗灰色。防止措施：合理调整合金成分，合理设计铸件结构，采用同时凝固和改善型砂的退让性。

16 冷裂 较低温度下形成，此时金属处于弹性状态，铸造应力超过合金的强度极限时产生冷裂。形状特征：裂纹细小，呈连续直线状，有时缝内有轻微氧化色。凡能减小铸造内应力的因素均能防止冷裂。

17合金的吸气性，在熔炼和浇注合金时，合金会吸入大量气体，这种吸收气体的能力成为吸气性。气孔分侵入气孔、析出气孔、和反应气孔。

18侵入气孔预防措施：减小型砂的发气量、发气速度，增加铸型、型心的透气性；或是在铸型表面刷上涂料，使型砂与金属液隔开，防止气体的侵入。析出气孔预防措施：减少合金的吸气量。反应气孔：清除冷铁、型芯撑的表面油污、锈蚀并保持干燥。

19 铸钢 含碳量小于2.11%，分碳素铸钢和合金铸钢。碳素铸钢ZG200~400，第一组数字表示厚度为100mm以下铸件室温时屈服点最小值，第二组表示铸件的抗拉强度最小值。铸钢的铸造特点：浇注温度高，易氧化，流动性差、收缩大，铸造困难，容易产生黏砂、缩孔、冷隔、浇不足、变形和裂纹。为细化晶粒、消除应力、提高铸钢件的力学性能，铸后进行退火或正火热处理。

20铸造方法 1砂型铸造2熔模铸造3金属型铸造4压力铸造5离心铸造6实型铸造7低压铸造8挤压铸造 21工艺参数的确定：a机械加工余量b收缩率c拔模斜度d铸造圆角e型芯头

22铸造方法：砂型铸造、特种铸造（熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造）

23常用砂型：湿砂型、干砂型、化学硬化型 根据造型工序方法不同：手工造型、机器造型

24、主要加工表面应处于底面或侧面。上部冷却速度慢、晶粒较粗，上表面易形成砂眼、气孔、渣孔等缺陷，下部晶粒细小，组织致密，缺陷少，质量优于上部。无法避免就加大加工余量。

25设置结构圆角原因：直角处会形成金属的局部积聚而易行成缩孔、缩松；内侧应力集中严重而易产生裂纹；树枝晶直交、汇合点，晶粒结合力被削弱，使该处力学性能降低；避免杂质聚集。

26如何避免收缩：对于线性收缩的合金，在凝固过程中应尽量减少铸造应力。由于收缩应力过大易产生裂纹。

27浇注位置的选择原则:1.铸件的重要加工面或主要的工作面应朝下或置于侧面；2铸件的宽大平面应朝下;3.铸件上壁薄面大的平面应朝下或垂直、倾斜，以防止产生冷隔或浇不到等缺陷；4对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在分型面附近的上部或侧面，以便在铸件厚处直接安装冒口中，使之实现自上而下的顺序凝固。

28铸型分型面的选择原则;1应使铸件的全部或大部置于同一砂型内;2应使铸件的加工面和加工基准面处