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1、,第二部分 铸 造,铸锭的凝固方式 铸锭的收缩： 铸锭缺陷 连续铸造： 凝固理论的实际应用举例,一 铸锭的凝固方式：,在铸锭凝固过程中，对铸锭质量影响较大的主要 是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸锭的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的。,一般认为：铸模的冷却能力越大，越有利于在结晶过程中保持较大的温度梯度，从而利于柱状晶区的发展。,柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是在两种位向交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂。,因此，钢铁或镍合金（塑形较差）应避免柱状晶的出现；而有色金属，有时要求获得柱状晶。,思 考：若要避免柱状晶的出现，应采用哪种凝固方式，并如何实现？,讨 论：,二 铸
2、锭的收缩：,定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过 程中，其体积或尺寸缩减的现象。,收缩率： 体积收缩是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。 线收缩是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。,缩孔：,三 铸锭缺陷,定义：缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。,产生原因：先凝固区域堵住液体流动的通道，后凝固区域收缩所缩减的容积得不到补充。,疏松：,定义：疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸锭的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。,防止措施：采取顺序凝固的办法避免缩孔、疏松的出现。,安装冒口或放置冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部
3、位先凝固（图中），尔后在靠近冒口的部位凝固（图中、），最后是冒口本身凝固。,顺序凝固：是指通过在铸件上可能出现疏松的后大部位,裂纹与变形：,在铸锭的固态收缩阶段会引起铸造应力。,工艺过程：如右图所示。,特点和应用： 1、冷却速度快，组织致密， 机械性能好； 2、工艺简单，生产效率高； 3、适于横截面一定的钢材、 铝材和铸铁管等铸件的生产。,连续铸造工艺过程示意图,五、凝固理论的实际应用举例,一、铸锭（铸件）的宏观组织控制：三层典型组织,1.激冷层（表面细晶区） 2.柱状晶区3.中心等轴晶区,1.激冷层（表面细晶区）,2.柱状晶区,3.中心等轴晶区,弱面,铸锭（铸件）的宏观组织控制：特殊情况下可
4、得到全部为柱状晶和等轴晶,柱状晶形成弱面，热轧时开裂,铸锭（铸件）的宏观组织控制：特殊情况下可得到全部为柱状晶和等轴晶,铸锭中心等轴晶粒的来源： 仔晶卷入，枝晶漂移 ，晶体下沉,例：三个成份相同，但铸造温度和铸模材料不同的铸件得到三种横截面： A.粗等轴晶 B.细等轴晶 C.典型三层晶带组织，试解释为何产生不同的组织。 A 高的浇注温度，导热性差的砂模 B 低的浇注温度,导热性差的砂模 C 适中的浇注温度,导热性好的砂模,铸锭的宏观组织控制：控制晶粒的大小,a.增加过冷度 过冷度增大，N/V0增加 实际结晶时，过冷度是由冷却速度来控制的 b.变质处理 c.振动，搅拌,AlMg合金没有变质处理晶
5、粒,AlMg合金经过变质处理晶粒,有色合金的熔炼,熔炼工艺对有色合金铸件的性能和缺陷有很大影响。多数有色合金易产生气孔和夹杂，尤其是钛合金、铝合金、镁合金和某些铜合金。一般的熔炼工艺流程是： 1）根据铸件技术要求所规定的合金牌号，可查出合金的化学成分范围，从中选定化学成分； 2）根据元素的烧损率和成分要求，进行配料计算，得出各种炉料的加入量，并选择炉料。若炉料受到污染，则需要进行处理，保证所有的炉料清洁、无锈，并在投料前进行预热； 3）检查和准备化用具，涂刷涂料，并预热，防止气体、夹杂物和有害元素的污染；,4）加料。一般加料顺序为：回炉料、中间合金和金属料，低熔点易氧化的金属料，如镁，在炉料熔化之后加入； 5）为了减少合金液的吸气和氧化的污染，应尽快熔化，防止过热，根据需要，有的合金液须加覆盖剂保护； 6）炉料熔化后，进行精炼处理，以净化合金液，并进行精炼效果的检验； 7）根据需要，进行变质处理和细分组织处理以提高性能，并检验处理效果； 8）调整温度，进行浇注。有的合金在浇注前要进行搅拌，以防发生比重偏析。,