金属液在冷凝过程中，其液态收缩和凝固过程若得不到有效补充，铸件将 产生缩孔或松动缺陷。
铸件的凝固过程：
在铸件的凝固过程中， 其截面一般存在三个区 域，即液相区、凝固区、 固相区。对铸件质量影 响较大的主要是液相和 固相并存的凝固区的宽 窄。铸件的凝固方式就 是依据凝固区的宽窄来 划分的。
凝固方式有：
2.1 铸造工艺基础
什么是金属的液态成形:
即将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固， 以获得毛坯或零件的工艺方法,亦称铸造.
金属的液态成形的作用:
金属的液态成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。按铸型材料的 不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特种铸造（包括压力铸造、金属型 铸造等）.其中砂型铸造是最基本的液态成形方法，所生产的铸件要占铸 件总量的80%以上.
合金的收缩
合金的收缩的过程:
合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的 现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许 多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）。
合金收缩的三个阶段
缩孔与缩松的形成
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所减少的体积得不到有效补 充，则铸件最后凝固的部位形成空洞，按空洞大小、分布，可分为缩孔和缩松。
缩孔与缩松的形成演示
判断缩孔出现的方法
A等温线法
B内截圆法
消除缩孔和缩松的方法
原理
定向凝固原则
是铸件让远离冒口的地方先凝 固，靠近冒口的地方次凝固， 最后才是冒口本身凝固。实现 以厚补薄，将缩孔转移到冒口 中去。
方法
合理布置内浇道及确定浇铸工艺。 合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。
解决缩孔的方法演示： 冒口和冷铁
缩孔的形成: 纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表
及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后 凝固的地方就会产生缩孔.
缩松的形成原因:
铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶 温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、 固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割 开的小液体区难以得到补缩所致。
液态成形零件内部组织的均匀性、 致密性一般较差
液态成形零件易出现缩孔、缩松、 气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等 缺陷，产品 质量不够稳定
由于铸件内部晶粒粗大，组织不均 匀，且常伴 有缺陷，其力学性能 比同类材料的塑性成形低
液态合金的工艺性能
液态合金的工艺性能表征为液态合金的 铸造性能：指合金在铸造成形时获得外形准确、内 部健全铸件的能力。
浇注系统的结构越复杂，则流动 阻力越大，充型能力越差。
铸型充填条件对充型能力的影响
铸型蓄热系数: 即从金属中吸取热量
并储存的能力
铸型温度(不能过高)
铸型的发气和 透气能力：
浇铸时产生气体 能在金属液与铸型间形成气膜，
减小摩擦阻力，有利于充型。 但发气能力过强,透气能力又差时,
若浇铸速度太快, 则型腔中的气体压力增大，
3液态成形内应力、变形与裂纹
铸件在凝固之后的继续冷却过程中，其固态收缩若受到阻碍，铸件内部将产生
内应力，这些内应力有时是在冷却过程中暂存的，有时一直保持到室温，成为残余 应力，其是铸件产生变形的基本原因。
内应力
热应力 机械应力
铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件 的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的 收缩而引起的应力。
充型能力减弱。
铸件结构对充型能力的影响
折算厚度：
复杂程度：
折算厚度也叫当量厚度 或模数,是铸件体积与铸件 表面积之比。折算厚度越大， 热量散失越慢，充型能力就 越好。铸件壁厚相同时，垂 直壁比水平壁更容易充 填.(大平面铸件不易成形)
铸件结构越复杂，流 动阻力就越大，铸型的 充填就越困难。
2铸件的凝固与收缩
铸件在固态收缩时，因受到铸型、型 芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生 的应力。
变形
残余热应力的存在，使铸件处在一种非稳定 状态，将自发地通过铸件的变形来缓解其应 力，以回到稳定的平衡状态。
裂纹
当热应力大到一定程度会导致出现裂纹。
热应力的消除方法
铸件的结构：
铸件的结构尽可能对称 铸件的壁厚尽可能均匀
工艺方面：采用同时凝固原则
通常是指合金的流动性、收缩性 吸气性及偏析等性能
合金铸造性能是选择铸造金属材料，确定铸件的 铸造工艺方案及进行铸件结构设计的依据
1合金的充型能力
充型能力的概念: 液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰 的成型件的能力
充型能力不足
浇不足
冷隔
夹砂
气孔
夹渣
充型能力的决定因数
合金的流动性 铸型性质 浇注条件 铸件结构等
时效处理：人工时效；自然时效铸件的变形的消除方法几种不同合金流动性的比较
比较下面几种合金流动性能 *铸钢的流动性
*铸铁的流动性
实验证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。
浇注条件对充型能力的影响
浇注 条件
浇注温度
浇注温度越高，液态金属的粘度越小， 过热度高，金属液内含热 量多，保持 液态的时间长，充型 能力强。
充型压力 浇注系统
液态金属在流动方向上所受的压力称为 充型压力。充型压力越大, 充型能力越 强。
逐层凝固,糊状凝固, 中间凝固.
影响凝固的主要因素
*合金的结晶温度范围： 合金的结晶温度范围越小，凝固区域越
窄，越趋向于逐层凝固。在铁碳合金中普通 灰铸铁为逐层凝固，高碳钢为糊状凝固。 *铸件的温度梯度：
在合金结晶温度范围已定的前提下，凝 固区的宽窄取决于铸件内外层之间的温度差。 若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其 凝固区相应由宽变窄。
砂型铸造过程
液态成型的特点
液态成型 优点
适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯
对材料的适应性广，铸件 的大小 几乎不受限制
成本低，原材料来源广泛， 价格低廉,一般不需要昂 贵的设备
是某些塑性很差的材料 (如铸铁等)制造其毛坯或 零件的唯一成型工艺
液态成型的特点
液态成型 缺点
工艺过程比较复杂，一些工艺 过程还难以控制
浇不足缺陷
气孔缺陷
夹砂缺陷
合金的充型能力
合金的流动性愈好，冲型能力愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的 铸件。同时有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除。
测试合金充型能 力的方法:
如右图,将合金 液浇入铸型中，冷 凝后测出充满型腔 的式样长度。浇出 的试样越长，合金 的流动性越好,合金 充型能力越好.