第九章铸件的收缩

1、第九章第九章 铸件的收缩铸件的收缩基本概念基本概念收缩：铸件在凝固和冷却到室温的过程中，其体积和尺寸都将减收缩：铸件在凝固和冷却到室温的过程中，其体积和尺寸都将减少，这种现象称为收缩。少，这种现象称为收缩。收缩的原因：液态到固态，空穴数量减少，原子间距缩短，造成收缩的原因：液态到固态，空穴数量减少，原子间距缩短，造成体积减少；固态到室温，由原子间距缩短造成。体积减少；固态到室温，由原子间距缩短造成。体收缩：金属从液态到常温的体积改变量称为体收缩。体收缩：金属从液态到常温的体积改变量称为体收缩。线收缩：金属在凝固和随后固态冷却时的线尺寸改变量称为线收缩。线收缩：金属在凝固和随后固态冷却时的线尺寸

2、改变量称为线收缩。收缩率：实际中，通常以相对收缩量表示金属的收缩特性，收缩率：实际中，通常以相对收缩量表示金属的收缩特性，此相对收缩量称为收缩率。此相对收缩量称为收缩率。体收缩率：体收缩率： %100%10010010 ttVVVVV 线收缩率：线收缩率： %100%10010010 ttlllll 数数和和线线收收缩缩系系数数温温度度范范围围内内的的体体收收缩缩系系金金属属在在10:,ttlV 一、收缩的种类一、收缩的种类收缩收缩液态收缩液态收缩凝固收缩凝固收缩固态收缩固态收缩 %100 LVVtt浇浇液液液液 金属从液相线温度到固相线温度间产生的体收缩称为凝金属从液相线温度到固相线温度间产

3、生的体收缩称为凝固收缩。对于纯合金和共晶合金，凝固期间的体收缩是固收缩。对于纯合金和共晶合金，凝固期间的体收缩是由于状态的改变，与温度无关，具有一定的数值。其它由于状态的改变，与温度无关，具有一定的数值。其它合金凝固期间的体收缩不仅与状态有关而且还与温度有合金凝固期间的体收缩不仅与状态有关而且还与温度有关。关。 %1000 ttSVV固固固固 液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的基本原因。液态收缩和凝固收缩是产生缩孔和缩松的基本原因。 %1000 ttsll 线收缩是铸件中产生应力、变形和裂纹的基本原因线收缩是铸件中产生应力、变形和裂纹的基本原因9-1 缩孔与缩松的种类缩孔与缩松的种类收缩图收

4、缩图从浇注温度到凝固开始温度（即液相线温度）间的收缩从浇注温度到凝固开始温度（即液相线温度）间的收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。从凝固终止温度到室温间的收缩。 二、线收缩的开始温度二、线收缩的开始温度线收缩的开始温度线收缩的开始温度纯金属和共晶合金：金属完全凝固后开始纯金属和共晶合金：金属完全凝固后开始具有结晶温度范围的合金：其线收缩不是具有结晶温度范围的合金：其线收缩不是从完全凝固开始，而是在结晶温度范围中从完全凝固开始，而是在结晶温度范围中的某一温度开始。的某一温度开始。三、铸钢的收缩三、铸钢的收缩1.液态收缩液态收缩 %100 LVVtt浇浇液液 由合金相图可知，增加碳含量，液相温度

5、下降，由合金相图可知，增加碳含量，液相温度下降， Ltt 浇浇增大增大液液V W（C）每增大）每增大1，增大增大20钢液温度每下降钢液温度每下降100，收缩率减少，收缩率减少1.51.752.凝固收缩凝固收缩凝固期间的收缩受凝固期间的收缩受状态改变状态改变和和温度降低温度降低两部分所影响。两部分所影响。状态改变引起的体收缩为一固定值。温度的改变可改变体状态改变引起的体收缩为一固定值。温度的改变可改变体收缩。收缩。含碳量含碳量0.10.250.350.450.70收缩率收缩率2.02.53.04.35.3铸钢凝固收缩率铸钢凝固收缩率碳钢：碳钢：液态收缩率加上凝固收缩率的总和随着碳含量的增加液态收

6、缩率加上凝固收缩率的总和随着碳含量的增加而增大。而增大。3.固态收缩固态收缩1）珠光体转变前收缩，发生在凝固终了到）珠光体转变前收缩，发生在凝固终了到 相变前的温度相变前的温度范围，以范围，以 表示。表示。2）共析转变期的膨胀，发生在）共析转变期的膨胀，发生在 相变的温度范围内，以相变的温度范围内，以 表示。表示。3）珠光体转变后收缩，发生在）珠光体转变后收缩，发生在 相变终了到室温的温度相变终了到室温的温度范围内，以范围内，以 表示。表示。珠后珠前固VVVV珠后珠后珠前珠前 l 珠珠后后珠珠前前凝凝液液固固凝凝液液总总VVVVVVVV 珠前VV珠后VW(C)%珠前珠前V珠后珠后l0.081.

7、420.111.162.470.141.510.111.062.460.351.470.111.042.400.451.390.111.072.350.551.350.091.052.310.601.210.010.982.18碳钢的线收缩率与碳含量的关系碳钢的线收缩率与碳含量的关系碳钢：碳钢：整体收缩率随着碳含量的增加而增大。整体收缩率随着碳含量的增加而增大。四、铸铁的收缩四、铸铁的收缩1.液态收缩液态收缩铸铁的液态体收缩系数随碳含量的提高而增大。铸铁的液态体收缩系数随碳含量的提高而增大。对亚共晶有下式：对亚共晶有下式： 4103090 CVw液液 %100901540 cVVwt 浇浇液液

8、液液 由相图知：铸铁的碳质量分数每增加由相图知：铸铁的碳质量分数每增加1，液相线温度下降，液相线温度下降90。.凝固收缩凝固收缩1）亚共晶白口铸铁收缩）亚共晶白口铸铁收缩与钢一样，是状态和温度降低共同作用的结果与钢一样，是状态和温度降低共同作用的结果 SLSLVSLVVtt ）（）（凝凝 凝凝固固收收缩缩率率凝凝 V 其平均值为其平均值为因状态改变的体收缩，因状态改变的体收缩，）（0 . 3 SLV 41.010/V LS （）凝固温度范围内的体收缩系数，其平均值为43.0% 1.0 10100%LSVtt凝 CttSL 3 . 490 %3 . 49 . 0%0 . 3CV 凝凝 %9 .

9、09 . 6CV 凝凝 C每增大每增大1，液相线温度降低，液相线温度降低90100）（cWC由上面公式计算得下表：由上面公式计算得下表：从数据来看，从数据来看，随碳含量增大，亚共晶白口铸铁的凝固收缩率减小。随碳含量增大，亚共晶白口铸铁的凝固收缩率减小。W(C)%2.02.53.03.54.01400白口铸铁白口铸铁5.76.06.57.17.9灰铸铁灰铸铁4.94.23.73.33.1tp-tL=100白口铸铁白口铸铁6.66.36.05.75.4灰铸铁灰铸铁5.84.53.21.90.6亚共晶铸铁凝固收缩率亚共晶铸铁凝固收缩率考虑从液态到凝固整个过程，对于白口铸铁，考虑从液态到凝固整个过程，

10、对于白口铸铁，当浇注温度固定当浇注温度固定时，时，提高碳量对增大液态收缩率起主导作用。提高碳量对增大液态收缩率起主导作用。因此，收缩率随碳因此，收缩率随碳含量增大而增大。含量增大而增大。但是但是当铁液过热度固定时当铁液过热度固定时，提高碳量而减小，提高碳量而减小凝固收缩率比较突出，所以凝固收缩率比较突出，所以收缩率随碳含量增大而降低。收缩率随碳含量增大而降低。2）灰铸铁）灰铸铁对于亚共晶灰铸铁，在凝固后期共晶转变时，由于石墨化的对于亚共晶灰铸铁，在凝固后期共晶转变时，由于石墨化的膨胀而使体收缩得到补偿。每析出膨胀而使体收缩得到补偿。每析出1（体积分数）的石墨，（体积分数）的石墨，体积增大体积增

11、大2，故亚共晶灰铸铁的凝固收缩为：，故亚共晶灰铸铁的凝固收缩为： 石石墨墨总总凝凝CCV29 . 09 . 6 在在W(C)的铁液中，奥氏体中碳含量的铁液中，奥氏体中碳含量W(C) 1.6%,剩余的剩余的碳量，在慢冷和碳硅量较高的条件下将沿稳定系结晶成石墨，其碳量，在慢冷和碳硅量较高的条件下将沿稳定系结晶成石墨，其数量为数量为:6 . 1总石墨CC)%9 . 21 .10(29 . 09 . 6总石墨总凝CCCV由上两式得：由上两式得：100）（cWC由上面公式得下表：由上面公式得下表：从数据来看，对于灰铸铁，碳量足够高时，在凝固后期将发生从数据来看，对于灰铸铁，碳量足够高时，在凝固后期将发生

12、体积膨胀现象。这种膨胀作用在铸件内部产生很大压力，使尚体积膨胀现象。这种膨胀作用在铸件内部产生很大压力，使尚未凝固的液体能对因收缩而形成的孔洞进行充填，所以灰铸铁未凝固的液体能对因收缩而形成的孔洞进行充填，所以灰铸铁有有“自实自实”或或“自补缩自补缩”作用。作用。对于灰铸铁，由于石墨化的膨胀作用而减小凝固体收缩，在所有对于灰铸铁，由于石墨化的膨胀作用而减小凝固体收缩，在所有的情况下（浇注温度固定或者过热度固定）都是主要的。所以的情况下（浇注温度固定或者过热度固定）都是主要的。所以体体收缩率随碳含量增加而降低收缩率随碳含量增加而降低。当铁液过热度固定时，这种作用就。当铁液过热度固定时，这种作用就

13、更明显。只有更明显。只有在低的浇注温度和碳量高的条件下，体收缩才可是在低的浇注温度和碳量高的条件下，体收缩才可是负值。负值。3.固态收缩固态收缩铸铁固态收缩铸铁固态收缩珠光体前收缩珠光体前收缩共析转变膨胀奥氏体分解为铁素体、共析转变膨胀奥氏体分解为铁素体、石墨和珠光体石墨和珠光体珠光体后收缩珠光体后收缩缩前膨胀缩前膨胀对热裂有影响对热裂有影响对应力、变形和冷裂对应力、变形和冷裂有影响有影响四、铸件的收缩四、铸件的收缩1.自由收缩；自由收缩； 2.铸件收缩所受阻力种类铸件收缩所受阻力种类铸型表面摩擦阻力铸型表面摩擦阻力热阻力热阻力机械阻力机械阻力9-2 铸件中的缩孔与缩松铸件中的缩孔与缩松一、概

14、述一、概述缩孔：在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩的产生，往往缩孔：在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩的产生，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔，在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔，尺寸较大而且集尺寸较大而且集中的孔洞中的孔洞称为集中缩孔，简称缩孔。称为集中缩孔，简称缩孔。缩松：尺寸缩松：尺寸细小而且分散的孔洞细小而且分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。称为分散性缩孔，简称缩松。缩孔特点：缩孔形状不规则，缩孔特点：缩孔形状不规则，表面不光滑表面不光滑，可以看到，可以看到发达的树发达的树枝晶末梢枝晶末梢（与气孔的区别）。（与气孔的区别）。缩孔与缩松对铸件性能的影响：降低铸件的强度

15、；减少受力的缩孔与缩松对铸件性能的影响：降低铸件的强度；减少受力的有效面积，容易产生应力集中，出现裂纹，降低铸件的气密性和有效面积，容易产生应力集中，出现裂纹，降低铸件的气密性和物理化学性能。物理化学性能。二、缩孔二、缩孔1）缩孔的形成）缩孔的形成a.成壳。成壳。b.紧密接触。固态收缩率等于液态与凝固收缩率之和。紧密接触。固态收缩率等于液态与凝固收缩率之和。c.脱离。液态收缩与凝固收缩超过硬壳的固态收缩。脱离。液态收缩与凝固收缩超过硬壳的固态收缩。d.倒立锥孔和上面凹陷形成。倒形锥孔是由于液态金属在重力的倒立锥孔和上面凹陷形成。倒形锥孔是由于液态金属在重力的作用下补充了下面缩孔。凹面形成是由于

16、外面压力大于缩孔内部作用下补充了下面缩孔。凹面形成是由于外面压力大于缩孔内部的压力或者壳的强度不够所造成。的压力或者壳的强度不够所造成。缩孔产生的基本原因：缩孔产生的基本原因：合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值。合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值。缩孔产生的条件：缩孔产生的条件：铸件由表及里逐层凝固，缩孔集中在最后凝固的地方。铸件由表及里逐层凝固，缩孔集中在最后凝固的地方。2）缩孔位置的确定）缩孔位置的确定采用等固相线法确定最后凝固区域，从而确定缩孔的位置。采用等固相线法确定最后凝固区域，从而确定缩孔的位置。等固相线：等固相线：对在恒温下结晶或结晶温度范围很小的合金，可将对在恒温下

17、结晶或结晶温度范围很小的合金，可将凝固前沿视为固液相的分解线，也是一条等温线，称为等固线。凝固前沿视为固液相的分解线，也是一条等温线，称为等固线。等固相线法：等固相线法：就是在铸件断面上从冷却表面开始逐层向内绘制就是在铸件断面上从冷却表面开始逐层向内绘制等固相线，直到最窄断面上的等固相线接触为止。等固相线，直到最窄断面上的等固相线接触为止。温度高、散热慢，容易发生缩孔、缩松、气孔等缺陷。温度高、散热慢，容易发生缩孔、缩松、气孔等缺陷。热节：在凝固过程中，铸件凝固较慢的节点或区域。热节：在凝固过程中，铸件凝固较慢的节点或区域。采用内切园法来确定热节采用内切园法来确定热节内切圆法：内切圆法：由两个

18、以上相交壁形成的铸件，分别画出相交壁处的由两个以上相交壁形成的铸件，分别画出相交壁处的内切圆，内切圆直径最大的位置，就是铸件最后凝固内切圆，内切圆直径最大的位置，就是铸件最后凝固的区域。的区域。热节的特点：热节的特点：3）缩孔的容积）缩孔的容积计算方法省略计算方法省略影响缩孔容积的因素：影响缩孔容积的因素：1.液态收缩系数越大，则缩孔容积越大。液态收缩系数越大，则缩孔容积越大。2.合金的凝固收缩系数越大，缩孔容积越大。灰铸铁在凝固期间合金的凝固收缩系数越大，缩孔容积越大。灰铸铁在凝固期间由于有石墨化膨胀，使缩孔容积显著减小。由于有石墨化膨胀，使缩孔容积显著减小。3.固态收缩系数越大，铸件的缩孔

19、容积愈小。相对液态收缩和固态收缩系数越大，铸件的缩孔容积愈小。相对液态收缩和凝固收缩，其影响比较小。凝固收缩，其影响比较小。4.铸型的激冷能力愈大，缩孔容积就愈小。铸型的激冷能力愈大，缩孔容积就愈小。5.浇注温度越高，液态收缩就越大，则缩孔容积愈大。浇注温度越高，液态收缩就越大，则缩孔容积愈大。6.浇注时间越长，则缩孔容积越小。浇注时间越长，则缩孔容积越小。7.铸件越厚，铸件内部温度越高，液态收缩越大，缩孔越大。铸件越厚，铸件内部温度越高，液态收缩越大，缩孔越大。三、缩松三、缩松1）缩松的形成）缩松的形成b.表面形成凝固层。液态区域内部也开始凝固。表面形成凝固层。液态区域内部也开始凝固。c.凝

20、固层增厚，内部凝固区域开始增多且长大。凝固层增厚，内部凝固区域开始增多且长大。d.进一步长大，互相接触。进一步长大，互相接触。e.中心轴区域留下中心轴区域留下宏观缩松宏观缩松，晶间有，晶间有显微缩松显微缩松。f.固相收缩。固相收缩。缩松产生的基本原因：缩松产生的基本原因：液态液态收缩和凝固收缩值大于固相收缩和凝固收缩值大于固相收缩。收缩。缩松成生的条件：缩松成生的条件：合金产生合金产生体积凝固体积凝固2）显微缩松产生的条件）显微缩松产生的条件显微缩松存在于枝晶间，因而在铸件中或多或少存在。显微缩松存在于枝晶间，因而在铸件中或多或少存在。HasgPrppp 2体体的的析析出出压压力力：某某一一温

21、温度度下下金金属属中中气气gp：显显微微孔孔洞洞补补缩缩的的阻阻力力sp压压力力：凝凝固固的的金金属属上上的的大大气气ap力力：气气液液界界面面上上的的表表面面张张 ：显显微微孔孔洞洞半半径径r：孔孔洞洞上上的的金金属属压压头头HP补缩阻力与晶粒有关，而晶粒与凝固区域有关。补缩阻力与晶粒有关，而晶粒与凝固区域有关。凝固区域越宽凝固区域越宽，枝晶越发达，枝晶越发达，通道越长（阻力越大），枝间和晶间被封死的可能性就越大，通道越长（阻力越大），枝间和晶间被封死的可能性就越大，产生缩松可能性产生缩松可能性越大越大。3）缩孔和缩松的转化）缩孔和缩松的转化a.d.合金及浇注温度的影响合金及浇注温度的影响b

22、.c.d.铸型的影响铸型的影响r.e.补缩压力补缩压力三、灰铸铁和球铁铸件的缩孔和缩松三、灰铸铁和球铁铸件的缩孔和缩松灰铸铁和球墨铸铁凝固特点：灰铸铁和球墨铸铁凝固特点：相同点：初生奥氏体枝晶具有很大连接骨架的能力，使补缩通相同点：初生奥氏体枝晶具有很大连接骨架的能力，使补缩通道受阻，都有可能产生缩松。道受阻，都有可能产生缩松。不同点：共晶凝固方式和石墨长大的机理不同，产生缩孔和缩松不同点：共晶凝固方式和石墨长大的机理不同，产生缩孔和缩松的倾向性有很大差别。的倾向性有很大差别。共晶凝固方式的不同共晶凝固方式的不同灰铸铁共晶凝固近似中间凝固方式灰铸铁共晶凝固近似中间凝固方式共晶固体区，共晶固液共

23、存区共晶固体区，共晶固液共存区球墨铸铁共晶凝固是体积凝固方式球墨铸铁共晶凝固是体积凝固方式（铸件表面有固态外壳）（铸件表面有固态外壳）共晶固液共存区共晶固液共存区（铸件表面不完全具备固态外壳）（铸件表面不完全具备固态外壳）a.共晶团的石墨与共晶液直接接触，碳原子直接扩散到石墨上共晶团的石墨与共晶液直接接触，碳原子直接扩散到石墨上b.石墨石墨纵向纵向长大膨胀对晶间液体作用长大膨胀对晶间液体作用c.大部分作用力迫使晶间液填充奥氏体枝晶间收缩产生的小孔洞大部分作用力迫使晶间液填充奥氏体枝晶间收缩产生的小孔洞灰铸铁共晶石灰铸铁共晶石墨长大特点图墨长大特点图被共晶奥氏体包围的石墨，由于碳原子的扩散作用，

24、在横向上也要长大，但被共晶奥氏体包围的石墨，由于碳原子的扩散作用，在横向上也要长大，但速度很慢。石墨片在横向上长大而产生的膨胀力作用在共晶奥氏体上，使共速度很慢。石墨片在横向上长大而产生的膨胀力作用在共晶奥氏体上，使共晶团膨胀，并传到邻近的共晶团上或奥氏体枝晶骨架上，使铸件产生缩前膨晶团膨胀，并传到邻近的共晶团上或奥氏体枝晶骨架上，使铸件产生缩前膨胀，这种膨胀会抵消一部分自补缩效果，但是这种横向膨胀作用很小，而且胀，这种膨胀会抵消一部分自补缩效果，但是这种横向膨胀作用很小，而且是逐渐发生的。同时灰铸铁在共晶凝固中期，是逐渐发生的。同时灰铸铁在共晶凝固中期，在铸件表面已形成硬壳在铸件表面已形成硬

25、壳，所以，所以灰铸铁的缩前膨胀一般只有灰铸铁的缩前膨胀一般只有0.10.2。灰铸铁铸件产生缩松的倾向性小。灰铸铁铸件产生缩松的倾向性小。d.一部分作用力作用在奥氏体枝晶骨架上，产生缩前膨胀一部分作用力作用在奥氏体枝晶骨架上，产生缩前膨胀a.石墨被奥氏体包围，碳原子是通过奥氏体外壳扩散到共晶团中石墨被奥氏体包围，碳原子是通过奥氏体外壳扩散到共晶团中使球墨长大使球墨长大b.共晶团相互接触，一小部分作用晶间液体，大部分作用在相邻共晶团相互接触，一小部分作用晶间液体，大部分作用在相邻奥氏体枝晶或者共晶团，趋向于把它们分开奥氏体枝晶或者共晶团，趋向于把它们分开c. 膨胀力产生很大的缩前膨胀膨胀力产生很大

26、的缩前膨胀由于是体积凝固方式，铸件表面凝固后期没有坚固的外壳，在铸型由于是体积凝固方式，铸件表面凝固后期没有坚固的外壳，在铸型刚度不够的条件下，膨胀力迫使铸型外移。随着石墨的进一步长大，刚度不够的条件下，膨胀力迫使铸型外移。随着石墨的进一步长大，共晶团之间的间隙逐渐扩大，使得铸件普遍膨胀。而且共晶团间产共晶团之间的间隙逐渐扩大，使得铸件普遍膨胀。而且共晶团间产生显微缩松，布满铸件整个断面，所以球墨铸件产生缩松的倾向性生显微缩松，布满铸件整个断面，所以球墨铸件产生缩松的倾向性很大。如果铸型刚度足够大，石墨化的膨胀力能够将缩松挤合。很大。如果铸型刚度足够大，石墨化的膨胀力能够将缩松挤合。球墨铸铁共

27、晶石墨球墨铸铁共晶石墨长大特点示意图长大特点示意图缩松产生的倾向性缩松产生的倾向性膨胀强度膨胀强度灰铸铁灰铸铁 弱弱球墨铸铁球墨铸铁 强强灰铸铁灰铸铁 弱弱球墨铸铁球墨铸铁 强强9-3 影响缩孔与缩松的因素及防止措施影响缩孔与缩松的因素及防止措施一、影响缩孔与缩松的因素一、影响缩孔与缩松的因素（一）影响缩孔与缩松大小的因素（一）影响缩孔与缩松大小的因素1.合金的性质合金的性质2.铸型的性质铸型的性质3.浇注条件浇注条件4.铸件结构铸件结构合金的液态收缩系数和凝固收缩率越大，缩孔与缩松越大，反之，则小。合金的液态收缩系数和凝固收缩率越大，缩孔与缩松越大，反之，则小。提高铸型的激冷能力，可减少缩孔

28、与缩松的容积。边浇注边凝固。提高铸型的激冷能力，可减少缩孔与缩松的容积。边浇注边凝固。浇注温度越高，液态收缩越大，缩孔越大；浇注越缓慢，浇注时间越浇注温度越高，液态收缩越大，缩孔越大；浇注越缓慢，浇注时间越长，缩孔容积越小。浇注条件对缩松影响不大。长，缩孔容积越小。浇注条件对缩松影响不大。铸件壁厚越大，表面层凝固后，内部的金属液越高，液态收缩越大，缩孔铸件壁厚越大，表面层凝固后，内部的金属液越高，液态收缩越大，缩孔及缩松容积增加。及缩松容积增加。（二）影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素（二）影响灰铸铁和球墨铸铁缩孔和缩松的因素1.铸铁的成分铸铁的成分2.铸型刚度铸型刚度灰铸铁灰铸铁:亚共晶灰

29、铸铁，碳量增加，共晶石墨析出量增加，石墨膨胀量亚共晶灰铸铁，碳量增加，共晶石墨析出量增加，石墨膨胀量增加，有利于消除缩孔和缩松。共晶成分灰铸铁，以逐层凝固方式固，增加，有利于消除缩孔和缩松。共晶成分灰铸铁，以逐层凝固方式固，易形成集中缩孔。但由于共晶石墨膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液易形成集中缩孔。但由于共晶石墨膨胀作用，能抵消甚至超过共晶液体的收缩，使铸件中不产生缩孔。过共晶铸铁，铁水出现石墨漂浮，体的收缩，使铸件中不产生缩孔。过共晶铸铁，铁水出现石墨漂浮，使石墨析出量减少。使石墨析出量减少。球墨铸铁球墨铸铁:但其碳当量大于但其碳当量大于3.9（C%+1/7Si%=3.9%），经过充分孕育，

30、），经过充分孕育，当铸型刚性足够时，利用石墨化膨胀作用，产生自补缩效果。当铸型刚性足够时，利用石墨化膨胀作用，产生自补缩效果。P元素因减元素因减少铸件外壳的强度，增加了缩前膨胀值，松弛了铸件内部的压力。少铸件外壳的强度，增加了缩前膨胀值，松弛了铸件内部的压力。Mg及稀及稀土会增大白口倾向，减少了石墨析出。土会增大白口倾向，减少了石墨析出。铸型的刚度大，缩前膨胀就小，缩孔容积相应减小。铸型的刚度大，缩前膨胀就小，缩孔容积相应减小。金属型覆膜砂金属型水泥型水玻璃砂型干型湿型金属型覆膜砂金属型水泥型水玻璃砂型干型湿型二、防止铸件产生缩孔和缩松的途径二、防止铸件产生缩孔和缩松的途径（一）定向凝固和同时

31、凝固（一）定向凝固和同时凝固1.定向凝固（顺序凝固）定向凝固（顺序凝固）定向凝固：采用有效措施，保证铸件结构上各部分按照距冒口的距离由定向凝固：采用有效措施，保证铸件结构上各部分按照距冒口的距离由远及近，朝冒口方向凝固，冒口最后凝固。远及近，朝冒口方向凝固，冒口最后凝固。作用：保证最佳的补缩效果能使缩孔集中在冒口中，获得致密铸件。作用：保证最佳的补缩效果能使缩孔集中在冒口中，获得致密铸件。逐层凝固：是指铸件某一断面上，先逐层凝固：是指铸件某一断面上，先在铸件表面形成硬壳，然后它铸件向在铸件表面形成硬壳，然后它铸件向铸件中心长厚，铸件中心最后凝固。铸件中心长厚，铸件中心最后凝固。两者区别与联系：

32、前者外观凝固现两者区别与联系：前者外观凝固现象，后者铸件内部凝固规律。象，后者铸件内部凝固规律。动画演示动画演示逐层凝固内的两个概念逐层凝固内的两个概念扩张角：等液相线间的夹角。扩张角：等液相线间的夹角。扩张角越大越有利于冒口的补缩。扩张角越大越有利于冒口的补缩。补缩困难区：液固两相区与铸件壁热中补缩困难区：液固两相区与铸件壁热中心相交的线段。心相交的线段。定向凝固的特点定向凝固的特点优点：优点：可以发挥冒口的补缩作用，防止缩孔和缩松的形成，获得致密的可以发挥冒口的补缩作用，防止缩孔和缩松的形成，获得致密的铸件。对凝固收缩大，结晶温度范围较小的合金，常采用这类方式。铸件。对凝固收缩大，结晶温度范围较小的合金，常采用这类方式。缺点：缺点：铸件各部分存在温差，在凝固过程中易出现热裂，凝固后容易使铸件各部分存在温差，在凝固过程中易出现热裂，凝固后容易使铸件产生变形。铸件产生变形。2.同时凝固同时凝固同时凝固：同时凝固：采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。尽量小，使各部分同时凝固。同时凝固的特点同时凝固的特点优点：优点：同