材料加工工艺复习

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1、第一章Vl＞基础知识1、铸件凝固方式：逐层凝固：凝固过程中，外层固体与内层液体间有一条清楚的分界线，不存在液、固相共存区。纯金属和共晶型合金的凝固。糊状凝固：凝固过程屮，不存在固体层，整个凝固区均液、固并存。发生在结晶温度范围很宽的合金中。中间凝固：介于逐层凝固和糊状凝固之间的凝固方式。大多数金属以中间凝固方式凝固。2、充型能力：液休金属充满型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力。充型能力的影响因素：合金液体的流动性、铸型条件、浇注条件、铸件结构流动性的概念与意义指熔融合金自身的流动能力。流动性影响

2、因素：合金的种类及结品特点（铸铁比铸钢流动性好，铸铁越接近共品成分越好）、合金结晶潜热和晶粒形状（潜热越多流动性越好，球状或规则形状流动性好，树枝形流动性差）、合金的物理性质（热导率、表面张力、粘度彩响）3、铸造合金的收缩性：铸造合金在液态、凝固态和固态冷却的过程中，山于温度的降低而发生的体积减小现象，称为铸造合金的收缩性。合金的收缩经历三个阶段：液态收缩一一发生在液态，从浇注温度到凝固开始温度的阶段。凝固收缩——发生在凝固阶段，从凝固开始至终止的阶段。固态收缩——发生在固态，从凝固终止温度至室温。（1

3、）液态收缩当液态介金从浇注温度t浇冷却至开始凝固的液相线温度t液时的收缩，由于合金是处于液体状态，故称其为液态收缩，表现为型腔内液面的降低（2）凝固收缩对于具有一定结晶温度范围的合金，由液态（液转变为固态t固时，由于合金处于凝固状态,故称为凝固收缩。（3）固态收缩当铸造合金从固相线温度t固冷到室温t室吋的收缩，由于合金处丁固体状态，故称为固态收缩。缩孔缩松概念及形成过程铸件中的缩孔和缩松：铸件在冷却和凝固过程中，合金液态和凝固收缩产心的体收缩若得不到补足，在铸件故后凝固部位会形成孔洞。缩孔——大而集中的

4、孔洞；形状不规则，表面粗糙，可以看到发达的树枝晶末梢，可以明显地与气孔区别开来。缩松——小而分散的孔洞；缩孔和缩松会减小铸件有效承载面积，引起应力集中，力学性能、气密性下降。缩孔的形成：金属液逐层凝固，在铸件上屮部最后凝固部位形成倒锥形缩孔。多发牛在逐层凝固方式的合金中。凝固时，首先形成外壳，铸件外形尺寸固定，收缩使合金体积变小,在铸件最后凝固的部位产生大而集中的孔洞。以下条件易形成缩孔：共晶合金或结晶温度范伟I窄的合金；浇注温度高，液态收缩和凝固收缩大；铸件温差人而顺序凝固的厚壁部位缩松的产生：金属液

5、糊状凝固，在铸件轴心部和缩孔下方形成细小分散缩孔.最后凝固区域液态收缩和凝固收缩得不到补充。结晶温度范围宽的固溶体合金缩松倾向大。影响缩孔缩松的因素：铸造合金的液态收缩愈大，则缩孔形成的倾向愈人；合金的结晶温度范围愈宽，凝固收缩愈大，则缩松形成的倾向愈大。凡能促使合金减小液态和凝固期间收缩的工艺扌音施都能冇利于减小缩孔和缩松的形成。如调整化学成分，降低浇注温度和减慢浇注速度，增加铸型的激冷能力，增加在凝固过程屮的补缩能力，对于灰口铸铁可促进凝固期间的石墨化等。缩孔、缩松防止措施：即三原则等铸件的凝固原则

6、：耍使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件，主耍是通过控制铸件的凝固方式（采用设置冒口和冷铁配合）使之符合于：“定向凝固原则”、“同时凝固原则”“均衡凝I司原则”顺序凝固（定向凝固）：控制铸件的凝固顺序，使铸件的冒口处最后凝固。措施：冒口补缩，冒口：铸型中设置的储存金属液的空腔。它最后凝固，储存的金属液不断补充其它部位的收缩。铸件最厚人部位设置冒口，内浇道从靠近冒口处引入。铸件厚人部位不止一个时，在次厚人部位设冷铁，加速该处冷却速度.同时凝固：使铸件各部位冷却速度相近，将收缩分解到铸件的各个部位。措施：在

7、热节处安放冷铁，以加快此部位的冷却速度。均衡凝固：均衡凝固是利川膨胀和收缩动态叠加的自补缩和浇冒口系统的外部补缩，采取工艺措施，使单位时间的收缩与膨胀、收缩与补缩按比例进行的一种凝固工艺原则。其它防止缩松措施：选用近共晶成分或结品温度范围窄的合金；加大铸件冷速，使液-固两相区截面变窄;加大结晶压力，破碎枝晶，减少金属液的流动阻力4、铸造应力：铸件在凝固以麻的冷却过程中，由于温度下降而产生收缩，有些合金还会发生固态和变而引起膨胀或收缩，这些都使铸件的体积和长度发牛变化，若这些变化叉到阻碍（热阻碍、外力阻碍

8、等），便会在铸件中产生应力，称为铸造应力。铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力、相变应力收缩应力热应力是铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力相变应力是铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变化而引起的应力。收缩应力是铸件固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、箱带等外力的阻碍而产生的应力称为收缩应力。收缩应力通常表现为拉应力和压应力减小和消除铸造应力的方法1）减小铸造应力的方法采取各种措施减小铸件冷却过程中各部分的