▲缩孔的形成
如图，以集中缩孔为例。
不同铸造合金的缩孔和缩松的倾向不同。
逐层凝固合金(纯金属、共晶合金或结晶温度范 围窄的合金)的缩孔倾向大, 缩松倾向小;
糊状凝固的合金缩孔倾向虽小, 但极易产生缩松。
2. 缩孔和缩松的防止
▲危害： ●使铸件的力学性能下降； ●缩松使铸件渗漏。
▲防止措施：使铸件实现 “顺序凝固”(定向凝固）
§2. 铸件的凝固与收缩
一. 铸件的凝固方式
如图，依据凝固区的 宽窄，划分为：
1 逐层凝固 2 糊状凝固 3 中间凝固
1. 逐层凝固
纯金属或共晶成分合金在凝固过程中因不存 在液、固并存的凝固区(图2-3a)，故断面上外层 的固体和内层的液体由一条界限(凝固前沿)清楚 地分开。随着温度的下降，固体层不断加厚、液 体层不断减少，直达铸件的中心，这种凝固方式 称为逐层凝固。
○ 离共晶成分愈远的合金，流动性愈差
灰口铸铁、硅黄铜的流动性最好， 铸钢的流动性最差。
二. 浇注条件
1 浇注温度
温度↑→合金的粘度↓、过热度↑→充型能力↑ 温度↑→缩孔、粘砂、气孔、粗晶↑
》合适
△通常，灰铁：1200-1380℃ 铸钢：1520-1620℃ 铝合金：680-780℃
2 充型压力
▲缩孔 液态合金在冷凝过程中，若其液态收
缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补足， 在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞。
按照孔洞的大小和分布, 可将其分为
(1) 缩孔(集中缩孔) 集中在铸件上部或最后
凝固部位容积较大的孔洞。 缩多呈倒圆锥形, 内表面粗糙。
(2) 缩松(分散缩孔) 分散在铸件某区域内的
细小缩孔。 宏观缩松、显微缩松
铸造
铸造：
将液态合金浇注到与零件的形状、尺寸 相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获 得毛坯或零件的生产方法，叫做铸造。
特点： 1. 工艺实质：液态成型 2. 铸件大小不受限制 3. 成本低 4. 废品率高
流动性的测定：
影响合金流动性的因素: 化学成分
△
化学成分：○共晶成分的合金流动性最好 ◇结晶特点（逐层） ◇过热度
(灰铁与铸钢、S含量）
◊ 铸型阻力: 退让性↑→ 机械应力↑→ 热裂↓
2. 冷裂
形成: 低温下形成的裂纹
特征: 裂纹细小、呈连续直线状、有时缝内呈
氧化色
防止(影响因素): ◊ 合金性质: 塑性好↑→应力↓ → 冷裂↓
(灰铁与铸钢、P含量） ◊ 铸型内应力: 复杂件↑→ 应力↑→ 冷裂↑
§4 铸件中的气孔
(2) 凝固收缩 从凝固开始温度到凝固终止温 度(即固相线温度)间的收缩。
(3) 固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收 缩。
液态收缩 > 合金体积的缩减 > 缩孔 > 体收缩率 凝固收缩
固态收缩 > 合金尺寸的缩减 > 内应力 > 线收缩率
三、铸件中的缩孔与缩松
三. 铸件中的缩孔与缩松
1. 缩孔与缩松的形成
2. 糊状凝固
如果合金的结晶温度范围很宽，且铸件的温 度分布较为平坦，则在凝固的某段时间内， 铸 件表面并不存在固体层，而液、固并存的凝固区 贯穿整个断面(图2-3c)。由于这种凝固方式与 水泥类似，即先呈糊状而后固化，故称糊状凝固。
3. 中间凝固
大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝 固之间(图2-3b)，称为中间凝固方式。
一、. 内应力的形成
分为热应力和机械应力两种。
1. 热应力
▲热应力：它是由于铸件的壁厚不均匀、各部分
的冷却速度不同, 以致在同一时期内铸 件各部分收缩不一致而引起的。
▲热应力形成分析：如图
固态金属：●在再结晶温度以上(钢和铸铁为620～650℃)时, 处于塑性状态。 ●在再结晶温度以下的金属呈弹性状态
壁厚差 线收缩率 弹性模量
▲热应力：使铸件： 厚壁（+）、径：减少铸件温度差，使其均匀冷却 设计上： 壁厚均匀，减少聚集 工艺上： 同时冷却，“同时凝固” 如图：浇口开在薄壁处、 在厚壁处安放冷铁
注意：同时凝固时，铸件 心部容易出现缩孔 或缩松
主要用于灰铸铁、锡青铜
铸件质量与其凝固方式密切相关。
二. 铸造合金的收缩
▲收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体
积或尺寸缩减的现象，称为收缩。
收缩是合金的物理本性。
▲收缩性：合金的主要性能之一。
收缩给铸造工艺带来许多困难，是多种铸造 缺陷(如缩孔、缩松、裂纹、变形等)产生的根源。
▲合金的收缩经历的三个阶段:
(1) 液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度(即 液相线温度) 间的收缩。
2. 机械应力
▲机械应力：合金的线收缩受到铸型或型芯机械 阻碍而形成的应力
▲暂时的：铸件落砂后， 自行消失
▲在铸型中，与热应力共 同作用，促进裂纹产生
二. 铸件的变形与防止
▲变形： 利用变形来减少内应力：
受拉部分产生压缩变形 受压部分产生拉伸变形
▲防止、减少变形的措施：
◊ 基本途径：同热应力 ◊ 设计上： ◊ 工艺上：同时凝固 ◊ 反变形法： ◊ 时效处理：
充型压力↑ →充型能力↑ （充型压力与直浇道的高度有关)
△ 压力铸造、离心铸造因充型压力提高， 所以充型能力较强。
三. 铸型填充条件
1 铸型的蓄热能力 （即铸型从液态金属中 吸收和储存热量的能力）
蓄热能力↑ → 充型能力↓ 2 铸型温度↑ → 液体冷速↓ → 充型能力↑ 3 铸型中气体↑ → 充型能力↓ 4 铸件结构复杂↑ → 充型能力↓
◆顺序凝固：如图。
▲选用共晶成分或结晶温度范围较窄的合金生产铸件是适宜的
热节：铸件上厚大的部位。
冷铁作用：加快某些部位的 冷却速度，以控制铸件的凝 固，本身并不起补缩作用。
冷铁材料：钢或铸铁
§3 铸造内应力、变形和裂纹 §3 铸造内应力、变形和裂纹
固态收缩若受到阻碍, 铸件内部将产生内应力 铸造内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因
气孔：由于金属液中的气体未能排出，在铸件中形成气
自然时效 （置露天半年以上） 人工时效 （550 — 650℃去应力退火）
三、三.铸铸件件的的裂裂纹纹与与防止止
铸造内应力 > 金属的强度极限 →产生裂纹 1. 热裂
形成: 是在高温(凝固末期) 下形成的裂纹。
机械应力> 金属强度极限
特征: 缝隙宽、形状曲折、 缝内呈氧化色
防止(影响因素):
◊ 合金性质: 结晶间隔↑→ 收缩↑→ 热裂↑