一.鑄造合金的收縮性

　　1.收縮的基本概念

　　液態合金當溫度下降而由液態轉變為(wei) 固態時，因為(wei) 金屬原子由近程有序逐漸轉變為(wei) 遠程有序，以及空穴的減少及消失，一般都會(hui) 發生體(ti) 積減少。

　　液態合金凝固後，隨溫度的繼續下降，原子間距離還要縮短，體(ti) 積也近一步減少。鑄造合金在液態、凝固和固態冷卻的過程中，由於(yu) 溫度的降低而發生體(ti) 積減小的現象，稱為(wei) 鑄造合金的收縮性。

　　收縮又是鑄件中許多缺陷，如縮孔、縮鬆、應力、變形、和裂紋等產(chan) 生的基本原因，是鑄造合金的重要鑄造性能之一。它對鑄件(如獲得符合要求的幾何形狀和尺寸，致密的優(you) 質鑄件)有著很大的影響。

　　鑄造合金由液態轉變為(wei) 常溫時的體(ti) 積改變量來表示，稱為(wei) 體(ti) 積收縮。合金在固態時的收縮，除了用體(ti) 積改變量表示外，還可用長度該變量來表示，稱為(wei) 線收縮。因為(wei) 在設計和製造模樣時，線收縮更有意義(yi) 。線收縮率一般是體(ti) 收縮率的1/3.合金在收縮要經曆三個(ge) 階段：液態收縮階段;凝固收縮階段;固態收縮階段。

　　(1)液態收縮 當液態合金從(cong) 澆注溫t澆冷卻至開始凝固的液相線溫度t液的收縮，由於(yu) 合金處於(yu) 液體(ti) 狀態，故稱其為(wei) 液態收縮，表現為(wei) 型腔內(nei) 液麵的降低。

　　(2)凝固收縮 對於(yu) 具有一定溫度範圍的的合金，由液態轉變為(wei) 固態時，由於(yu) 合金處於(yu) 凝固狀態，故稱為(wei) 凝固收縮。這類合金的凝固體(ti) 收縮主要包括溫度降低(於(yu) 合金的結晶溫度範圍有關(guan) )和狀態改變(狀態改變時的體(ti) 積變化)兩(liang) 部分。

　　對於(yu) 少數合金及金屬，因其凝固體(ti) 收縮率為(wei) 負值，所以凝固時發生體(ti) 積增大。(Bi、Si、Bi-Si合金和灰鑄鐵)。

　　液態收縮和凝固收縮是鑄件產(chan) 生縮孔和縮鬆的基本原因。

　　(3)固態收縮 當鑄造合金從(cong) 固相線溫度t固冷卻到室溫t室的收縮，由於(yu) 合金處於(yu) 固體(ti) 狀態，故稱為(wei) 固態收縮。

　　但在實際生產(chan) 中，由於(yu) 固態收縮往往表現為(wei) 鑄件外形尺寸的減小，因此一般采用線收縮率來表示。

　　如果合金的線收縮不受到鑄型外部條件的阻礙，稱為(wei) 自由收縮。負則，為(wei) 受阻線收縮。

　　鑄造合金的線收縮不僅(jin) 對鑄件的尺寸精度有著直接影響，而且是鑄件中產(chan) 生應力、裂紋、變形的基本原因。

　　2.鑄件線收縮率

　　以上討論的鑄造合金收縮率隻與(yu) 合金的化學成分、收縮係數、溫度變化以及相變時體(ti) 積改變等因素有關(guan) 。在進行鑄件工藝設計時，考慮到收縮，需要將模樣尺寸放大，模樣尺寸L模與(yu) 鑄件尺寸L件之間存在如下關(guan) 係。￡=L模-L鑄件/L模×100%

　　鑄件的鑄造收縮率不僅(jin) 與(yu) 所用合金的因素有關(guan) ，而且還與(yu) 鑄型工藝特點、鑄件結構形狀以及合金在熔煉過程中溶解氣體(ti) 量等因素有關(guan) 。

　　二、鑄件中的縮孔和縮鬆

　　1.縮孔、縮鬆的基本概念

　　鑄件在冷卻凝固過程中，由於(yu) 合金的液態收縮和凝固收縮，往往在鑄件*凝固的地方出現孔洞。容積大而且比較集中的孔洞稱為(wei) 縮孔;細小而且分散的孔洞稱為(wei) 縮孔。縮孔的形狀不規則，表麵粗糙，可以看到發達的樹枝晶末梢，故可以明顯地與(yu) 氣孔區別開來。

　　鑄件中若有縮孔、縮鬆存在，一方麵會(hui) 使鑄件有效承載麵積減小，另一方麵引起應力集中，且都會(hui) 使鑄件的力學性能明顯降低。同時還降低鑄件的氣密性和物理化學性能。特別是對於(yu) 耐壓零件，則容易發生滲漏而使鑄件報廢。

　　2縮孔的形成

　　縮鬆形成的基本原因和縮孔一樣，主要是由於(yu) 合金的結晶溫度範圍較寬，樹枝晶發達，合金液幾乎同時凝固，液態和凝固收縮形成的細小、分散孔洞得不到外部金屬液的補充而造成。

　　鑄件中形成縮孔和縮鬆的傾(qing) 向與(yu) 合金的成分之間有一定的規律性。定向凝固的合金傾(qing) 向於(yu) 產(chan) 生集中縮孔;糊狀凝固的合金傾(qing) 向於(yu) 產(chan) 生縮鬆，其縮孔和縮鬆的數量可以相互轉換，但他們(men) 總容積基本保持不變。

　　3.影響縮孔、縮鬆大小的因素及防治措施

　　鑄造合金的液態收縮愈大，則縮孔形成的傾(qing) 向愈大;合金的結晶溫度範圍愈寬，凝固收縮愈大，則縮鬆形成的傾(qing) 向愈大。

　　凡能促使合金減小液態和凝固期收縮工藝措施(如調整化學成分，降低澆注溫度和減慢澆注速度，增大鑄件的激冷能力，增加在鑄件凝固過程中的補縮能力，對於(yu) 灰口鑄件可促進凝固期間的石墨化等)，都有利於(yu) 減小縮孔和縮鬆的形成。

　　針對合金的收縮和凝固特點製定正確的鑄造工藝，使鑄件在凝固過程中建立良好的補縮條件，盡可能地使縮鬆轉化為(wei) 縮孔，並使縮孔出現在*的凝固位置。

　　要使鑄件在凝固過程建立良好的補縮條件，主要是通過控製鑄件凝固方式(采用設置冒口和冷鐵配合)使之符合“定向凝固原則”或“同時凝固原則”。

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