金属的凝固特点.pptVIP

固态收缩：从凝固完毕时的温度冷却到室温之间的收缩.固态收缩也会引起体积的变化，在铸件各个方向上都表现出线尺寸的减小，对铸件的形状和尺寸精度影响最大，它是铸件产生内应力以致引起变形和裂纹的主要原因。第31页,共57页，星期六，2024年，5月2.影响收缩的因素化学成分浇铸温度铸件结构与铸型条件第32页,共57页，星期六，2024年，5月化学成分的影响成分不同，收缩率不同。铸铁中促进石墨形成的元素增加，收缩减少。如:灰口铁C,Si↑,收↓,S↑收↑。原因：石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩。第33页,共57页，星期六，2024年，5月浇铸温度主要影响液态收缩:浇铸t↑，则此温度与开始凝固的温度之温差↑，于是液态收缩↑，则总收缩量相应↑。第34页,共57页，星期六，2024年，5月铸件结构与铸型条件铸件收缩是受阻收缩，阻力主要来源于两个方面：铸件壁厚不均，各部分冷却速度不同，收缩的先后不一致，相互制约而产生阻力；铸型和型芯对收缩的机械阻力。铸件收缩时受阻越大，实际收缩率就越小。第35页,共57页，星期六，2024年，5月铸件结构与铸型条件结论：设计和制造模型时，应根据合金种类和铸件的受阻情况，采用合适的收缩率。使铸型有好的退让性。第36页,共57页，星期六，2024年，5月3.收缩对铸件质量的影响及防止措施主要内容：1）铸件的缩孔和缩松及防止措施2）铸造应力（热应力、组织应力、机械应力）及其防止措施3）变形与裂纹及防止措施第37页,共57页，星期六，2024年，5月3.1铸件的缩孔和缩松及防止措施缩孔和缩松铸件凝固过程中，金属液态收缩和凝固收缩造成体积减小，又得不到液态的补充，在铸件最后凝固的部位形成了孔洞，容积较大而集中的孔洞称为缩孔。细小而分散的孔洞称为缩松。（见图2-3）第38页,共57页，星期六，2024年，5月缩松分两种：宏观缩松（肉眼或放大镜可以看到的小孔洞，分布于铸件中心轴线处或缩孔下方）图2-3显微缩松（分布于晶粒之间的微小孔洞）。第39页,共57页，星期六，2024年，5月缩孔和缩松的防止措施安置冒口,实行顺序凝固造型时在铸件的厚大部分附设冒口,使铸件的凝固顺序由远离冒口的部位先凝固并依次向冒口推进,冒口部位最后凝固（图2-4）。铸件收缩时所需要的金属液则由冒口提供，缩孔和缩松则出现在冒口中——补缩。第40页,共57页，星期六，2024年，5月图2-4顺序凝固第41页,共57页，星期六，2024年，5月缩孔和缩松的防止措施几点注意1.安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,使铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金.第42页,共57页，星期六，2024年，5月缩孔和缩松的防止措施几点注意2.对于结晶温度范围甚宽的合金（非共晶成分合金）,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而冒口的作用很小，难避免显微缩松的产生。显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的。第43页,共57页，星期六，2024年，5月3.2铸造应力及其防止措施铸造应力又称内应力包括：热应力组织应力机械应力第44页,共57页，星期六，2024年，5月1.热应力铸件凝固过程中，由于铸件壁厚不均匀，各部位的散热情况也不同，造成各部位的冷却速度不同，使得各部位在同一时刻的收缩量不一致而产生的内应力称为热应力。它使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。铸件的壁厚差别越大，热应力越大。第45页,共57页，星期六，2024年，5月2.组织应力(相变应力)由于铸件的各部分冷却速度不同，从而导致发生组织结构转变的时间不一致，产生相互制约的结果，既可以有拉应力又可以有压应力。第46页,共57页，星期六，2024年，5月以上两种应力（热应力与相变应力）的防止：a.壁厚均匀b.采取同时凝固的工艺方法同时凝固(图2-6)：就是设法减少铸件冷却过程中各部位的温差，使各部位收缩一致，如将浇注系统开在薄壁处，在厚壁处则安放冷铁等。当应力较大时，可通过热处理消除。第47页,共57页，星期六，2024年，5月图2-6同时凝固第48页,共57页，星期六，2024年，5月同时凝固方法的优缺点优点:省冒口,省工,