1.1.22The production of steelcastings
（一）铸钢的铸造工艺特点 铸造性能差：熔点高，钢液易氧化；流动性差；收缩较大 ，体收缩约为灰铸铁的三倍，线收缩约为灰铸铁的两倍。 因此铸钢较铸铁铸造困难，为保证铸件质量，避免出现缩 孔、缩松、裂纹、气孔和夹渣等缺陷，必须采取更为复杂 的工艺措施： （1）型砂的强度、耐火度和透气性要高 ，原砂要采用 耐火度很高的人造石英砂。中、大件的铸型一般都采用强 度较高的CO2硬化水玻璃砂型和粘土干砂型。为防止粘砂 ，铸型表面应涂刷一层耐火涂料。
• 液态收缩 • 凝固收缩 • 固态收缩
易造成缩松和缩孔
：是铸造应力、变形和裂 纹等缺陷产生的基本原因
请问影响合金收缩的因素有哪些？P7
• 化学成分 • 浇注温度 • 铸件结构和铸型条件
请问缩松和缩孔的形成条件分别是什么？P7
• 缩孔：铸件以逐层凝固的方式凝固 • 缩松：铸件以糊状凝固的方式凝固
Inoculation
• 定义：向铁液中冲入硅铁合金孕育剂，然后进行
浇注的处理方法。
• • • 。
硅铁合金孕育剂 硅铁 孕育剂
Advantages：
1 加入孕育剂后，由于铁水均匀分布着大量 外来人工晶核，因而有利于石墨化，降低白口 倾向，提高灰口铸铁的强度和硬度； 2 冷却速度对组织和性能的影响较小，铸件 厚大截面的力学性能较为均匀。 Application ： 孕育铸铁适于制造要求较高强度、高耐磨性和 高气密性的铸件，特别是厚大铸件，如床身、 凸轮、汽缸体和汽缸套等。
2 出铁水炉温度较高～至少在1420℃以上。 3 球化处理和孕育处理。
外壳胀大造成最后凝固部位出现问题
冲入法球化示意图
1，顺序凝固原则，安放冒口和冷铁
4 铸型工艺
2，采用经烘干的铸型或水玻璃砂制作铸型
5 球墨铸铁的热处理～提高强度、硬度及耐磨性，并减少铸造残余应力。
（三） Malleable iron（可锻铸铁）
宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位， 显微缩松则是存在于在晶粒之间的微小孔洞
缩松的的形成
5、铸件的内应力、变形和裂纹
（1）铸件的内应力：铸件的凝固收缩受到阻碍时，就会 产生内应力。有两类: a）热应力：Solidification and cooling process,
different area due to uneven shrinkage caused by stress.
2）使用补缩冒口和冷铁，实现定向凝固 ， 补缩冒口一般为铸 件质量的25%~50%，造型和切割冒口的工作量大。如图156所示为ZG230-450齿圈的铸造工艺方案。该齿圈尽管壁厚 均匀，但因壁厚较大（80mm），心部的热节处（整圈）极易 形成缩孔和缩松，铸造时必须保证对心部的充分补缩。由于冒 口的补缩距离有限，为此，除采用三个冒口外，在各冒口间还 须安放冷铁，使齿圈形成三个独立的补缩区。浇入的钢液首先 在冷铁处凝固，形成朝着冒口方向的定向凝固，使齿圈上各部 分的收缩都能得到金属液的补充 （3）严格掌握浇注温度，防止过高或过低 低碳钢（流动性较 差）、薄壁小件或结构复杂不容易浇满的铸件，应取较高的浇 注温度；高碳钢（流动性较好）、大铸件、厚壁铸件及容易产 生热裂的铸件，应取较低的浇注温度。一般为1500~1650℃ 。
请将下列合金的流动性排序：P4 硅黄酮，铸钢，灰铸铁，
灰铸铁>硅黄铜>铸钢
提示： 1.一般规律：合金的凝固范围宽，流动性差。 2.磷、硅能提高流动性；锰对流动性影响不 大；硫易形成硫化锰，降低流动性。
请简述合金的凝固方式有哪些？P6
• 逐层凝固 • 糊状凝固 • 中间凝固
请简述合金的收缩方式有哪些？P6
• 冷隔、浇不足 • 气孔 • 夹渣 • 缩孔
铸件的凝固方式
4、铸件中的缩孔和缩松
缩孔是容积较大而集中的孔洞。缩松是细 小而分散的孔洞。
圆柱体铸件中缩孔形成示意图
（2）缩松：Distribution in the casting axis region, thick parts
or near the gate. The basic reason is that liquid shrinkage and shrinkage in the solidification process.
防止措施：改善铸型和型芯的退让性；采用“同时
凝固原则”铸造工艺.....2）铸件的变形及铸件的裂纹 •
•
铸件变形产生的原因：铸件为松弛内应力而 发生的不同程度的形状变化。是一种自发过程. 铸件裂纹产生原因：内应力超过合金的强度
极限
合金的铸造性能主要有哪些？P3
温 度
900-980℃
Fe 3C→A+石墨 720℃
750℃
A→F+石墨 650℃ P→F+石墨 ① F+团絮状石墨 时间
② P+团絮状石墨
图1-4-7 可锻铸铁的石墨化退火工艺 可锻铸铁的石墨化退火工艺
（四） Production of Vermicular Iron（蠕墨铸铁的生产）
定义： 在一定成分的铁液中加入适量的蠕化剂进行蠕 化处理而成的。
请问缩孔、缩松的防止措施有哪些？P8
A.采用定向凝 固的凝固方式
安放冒口 放置冷铁
B.合理确定铸件的浇注位置、 内浇道位置及浇注工艺
铸件的裂纹有哪些分类及它们的防止措施？P12
分类：热裂和冷裂 防止措施：结构设计合理,改善退让性，
减少内应力，降低合金的脆性。。。。。
铸件的变形有哪些防止措施？P12 防止变形方法: • a) 壁厚均匀,形状对称,同时凝固； • b)反变形法: • c)进行去应力退火： • d) 设置工艺肋：
•
合金的充型能力：In the actual
production conditions, the molten metal to fill the mold cavity, to obtain complete shape, contour clear casting capacity
请指出下列图片存在哪些铸造缺陷？
请问铸件中的气孔有哪些特征及其分类：P13
• 特征：空洞内壁光滑，明亮或带有轻微氧
化 色，一般呈梨形，椭圆形等 侵入气孔
分 类
析出气孔
反应气孔
1.1.2
Common alloy castings production
Cast iron
Alloy castings
Cast steel
Copper and copper alloys
Non ferrous alloy castings
Aluminium and aluminium alloys
1
1 The production of iron castings
• （1）Gray cast iron production
Grey cast iron is the most widely used cast iron, its crop occupies the 80% above of total output of cast iron. Common gray cast iron has a generally good technological properties, casting process is relatively simple. But its low strength, wall thickness, which is suitable for the production of stress is smaller, more complex shape and castings, such as base（机座）, pump shell（泵体）, box（箱体）, not manufacturing wall thickness of casting. Therefore, in order to further improve the mechanical properties of gray cast iron, is more effective measures to reduce carbon, silicon content, and inoculation（孕育处理） 。
Metal solidification process design The solidification of metal structure Design
注释：solidification 凝固成形
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活动流程：
1. 先由本组成员概括本节知识要点，该成员概括结 束后将会按照小组顺序提问夯实基础概念题（每题 一分）（即：在1分钟之内该成员将连续向小组提出 问题）按照答对题数给分。 2.当本组5名成员概括结束后进行第二轮提问能力 提升题（涵盖本章所有知识）。本环节可抢答，小 组成员可高举手中的组号以抢得答题机会。能力提 升题按照难度有3分，5分题。 3.按照总分高低进行排名。
The production of ductile cast iron（球墨铸铁）
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球墨铸铁 In the production process ： 1 严格控制铁液的化学成分 High carbon ～提高铁水流动性，消除白口和减少缩松， 使石墨球化好。 Low manganese （锰）～锰会使铸铁的加工变得困难 。 Low sulfur（低硫）～硫会消耗球化剂，还会产生球化衰 退和皮下气孔。 Low phosphorus(低磷)～增加冷脆性，降低球墨铸铁 的塑性和韧性。 还有一定量的Mg、稀土元素。
防止的根本途径：壁厚均匀；采用“同时凝固原则”
铸造工艺；薄处设冒口,厚处放冷铁 ....... b）机械应力（收缩应力）: Casting shrinkage was