铸件的凝固原则

C4 铸件的凝固与补缩本章内容：铸件的凝固过程、凝固特性对铸件质量的影响，缩孔、缩松的形成机理、防止措施以及冒口和冷铁的应用。

§1 铸件的凝固一铸件的凝固方式1 凝固区域除纯金属和共晶合金外，铸件凝固过程中断面有三区：固相区＋凝固区＋液相区，见下图。

图4-1铸件某一瞬间凝固区域温度场T：指铸件断面上某瞬时的温度分布曲线固相等温面：Ⅰ－Ⅰ’液相等温面：Ⅱ－Ⅱ’固相区：合金已凝固成固相的区域；液相区：尚未开始凝固的区域；凝固区：凝固和液固相并存的区域。

2 凝固方式根据铸件凝固时其断面上凝固区域的大小，凝固方式分三种：逐层凝固、糊状凝固（体积凝固）、中间凝固。

铸件断面凝固区域的宽度δ由合金的结晶温度范围⊿tc和铸件断面上的温度梯度δt决定的。

当温度梯度相同时，取决于合金的结晶温度范围；当合金成分一定时，则取决于温度梯度。

温度梯度较大时，可使凝固区域变窄。

1）逐层凝固⊿tc=0,δ=0恒温下结晶的合金，在凝固过程中其铸件断面上凝固区宽度等于零，断面上的固体和液体由一条界线清楚分开。

随温度下降，凝固层逐渐加厚直至铸件凝固结束。

包括纯金属、共晶合金、结晶温度范围很小或断面上温度梯度很大的情况。

逐层凝固糊状凝固中间凝固左：纯金属或共晶合金左：结晶温度范围很宽左：结晶温度范围较窄右：窄结晶温度范围右：温度场平坦右：温度梯度较大凝固特点：易形成缩孔、热裂倾向小、较好的流动能力。

（这类合金的补缩性良好，可以采取工艺措施，如设置冒口，来消除缩孔）。

合金种类：纯金属、共晶合金、低碳钢、高合金钢、铝青铜、窄结晶温度范围黄铜等。

2）糊状凝固铸件凝固过程中，铸件断面上的凝固区域很宽，在某一段时间内，凝固区域甚至会贯穿于铸件的整个断面，铸件表面尚未出现固相区，铸件中心已开始结晶，出现了固相。

凝固特点：补缩性差（易形成缩松）、热裂倾向大、流动能力差。

合金种类：高碳钢、球铁、锡青铜、铝镁合金及某些结晶温度范围宽的黄铜。

3）中间凝固铸件断面上凝固区域宽度介于逐层凝固和糊状凝固之间。

第一篇铸造一、是非题（正确的在后面括号内画“√”，错误的画“×”）1.在铸件热节处安放冷铁能够起补缩作用。

（×）P432.砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。

（×）3.砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。

（×）P714.铸件的重要受力面、主要加工面，浇注时应朝上。

（×）P675.凝固温度范围大的合金，铸造时铸件中易产生缩松。

（√）P41底,P43中6.防止或减少铸件变形的方法之一是提高流动性。

（×）P46中7.合金的浇注温度越高越好。

（×）P44中8.圆角是铸件结构的基本特征。

（√）P799.金属铸型能“一型多铸”，可反复使用多次。

（√）P8510.机器造型生产率高，铸件尺寸精度较高，因此应用广泛。

（√）P6311.铸钢件一般都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。

（×）P43中下二、选择题（在正确答案的标号字母上画“√”）1.造成铸件冷隔的主要原因是A．浇注温度过高 B．浇注温度过低（P39中） C．浇注速度太快2.生产中为提高合金的流动性常采用的方法是A．加大出气口 B．延长浇注时间 C．提高浇注温度（P40中）3.灰口铸铁适合制造床身、机架、底座、导轨等件，除因它的工艺性能良好外，还因为A．可焊性好 B．可以锻造 C．耐压消震（P40下） D．冲击韧性好4.铸件的重要加工面，应尽量放在铸型的A．侧面 B．下面（P67） C．上面5.造型方法按其手段的不同，可分为A．分模造型和挖砂造型B．整模造型和刮板造型 C．手工造型和机器造型（P63）6.金属型铸造主要适用于浇注A．铁和钢 B．低熔点合金C．铝合金和铜合金（P86中）7.熔模铸造适用于制造A．大型铸件 B．形状复杂铸件（P84下） C．形状简单铸件8.机床床身一般采用的材料是A．可锻铸铁 B．球墨铸铁 C．铸钢 D．灰口铸铁（P53表）9.机器造型要求操作技术不高，适合于A．二箱造型（P65下） B．活块造型 C．三箱造型10.分型面应选择在A．受力面的上面 B．加工面上 C．铸件的最大截面处11.普通车床床身浇注时，导轨面应A．朝左侧 B．朝右侧 C．朝下（P67表） D．朝上12.金属型预热的目的是为了A．防止模具变形 B. 防止铸件产生白口和内应力（P86、P45中） C. 不粘附铸件和便于铸件出模13.冒口的一个重要作用是A. 液体金属迅速浇注满型腔B. 浇注金属液的通道C. 补缩和排气（P40中下）14.浇注温度过高，铸件会产生A.气孔（P47中）B. 夹杂物C. 冷隔15.在下列物品中，适用于铸造生产的是A.钢精锅B. 铝饭盒C. 机床丝杠D. 哑铃16.能够制造形状复杂、特别是具有复杂内腔毛坯的加工方法是A.铸造(P37)B.压力加工C.焊接D.切削加工三、填空题1.铸造方法可基本分为铸造和铸造两大类。

铸件的凝固原则
控制铸件凝固的原则主要有两个：
1，顺序凝固的原则
采用各种方法，保证铸件远离冒口部分最先凝固，绕后市靠近冒口的部分凝固，最后才是冒口本身凝固。

这个原则叫做顺序凝固的原则。

铸件顺序凝固时，最先凝固的部分得到较慢凝固部分的补缩，而较慢凝固部分得到冒口的补缩，使缩孔集中在冒口中，从而获得致密的铸件。

应该指出，逐层凝固和顺序凝固是不同的。

逐层凝固有助于实现顺序凝固，因为它使铸件的断面中心长时间的保持液态，形成补缩通道，保证冒口补缩作用的实现。

因此，合金逐层凝固倾向性好，就容易实现顺序凝固。

顺序凝固能保证获得致密的铸件，但铸件各部分的温差较大，故热应力较大，易使铸件变形或产生热裂。

同时，由于要放置冒口，增加了金属的消耗量和切削冒口的工作量。

2，同时凝固的原则
采用各种方法，保证铸件各部分（不论它的尺寸和结构）近乎同时凝固，从而减小各部分的温差。

这个原则叫做同时凝固的原则。

同时凝固因铸件凝固后，各部分冷热均匀，热应力小，铸件不容易变形和产生裂纹，可不设置冒口或者冒口很少，切割冒口的工作量较小。

而对于液态收缩大的铸件往往在截面中心形成缩松，降低了铸件的塑性和致密性。

铸件的凝固方式：逐层凝固，中间凝固，糊状凝固合金的结晶温度范围越小，铸件断面的温度梯度越大，铸件越倾向于逐层凝固方式，也越容易铸造一，合金的收缩分类及导致的缺陷、缩孔与缩松形成原因及防止答：分类：1.液态收缩2.凝固收缩3.固态收缩。

会导致如缩孔、缩松、变形、裂纹、残余应力等缺陷。

形成原因：合金液在铸型内冷凝过程中，若其体积收缩得不到补充时，将在铸件最后凝固的部位形成孔洞，容积较大的孔洞叫缩孔，细小而分散的孔叫缩松。

防止：1.合理选择铸造合金。

2.合理选用凝固原则。

铸件的凝固原则分为“顺序凝固”和“同时凝固”两种。

实现顺序凝固的办法：1，在铸件的厚大部位安放冒口2.安放冷铁3.设置补贴浇注位置的选择原则：1.铸件的重要加工面或质量要求高的面，尽可能置于铸件的下部或处于侧立位置2.大平面的浇注位置是将铸件的大平面朝下，以免在此面上出现气孔和夹砂等缺陷3.具有大面积薄壁的铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部或处于侧立位置，以免产生浇不足和冷隔等缺陷 4.为防止铸件产生缩孔缺陷，应把铸件容易产生缩孔的厚大部位置于铸型的顶部和侧面拔模斜度与结构斜度：为使模样（或型芯）易从铸型（或芯盒）中取出，在制造模样或芯盒时，凡平行于拔模方向上的壁，需给出一定的斜度，此斜度称为拔模斜度（拔模斜度）；铸件上凡垂直于分型面的不加工面都应有一定的倾斜度，即结构斜度。

浇注系统的分类：1.顶注式浇注系统：优点容易实现顺序凝固和进行补缩。

缺点是金属液对铸型冲击大，容易产生飞溅，氧化和卷入空气。

适于高度不大，形状简单，薄壁或中等壁厚的铸件。

2.中注式浇注系统：其横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，便于控制金属夜的流量分布和铸型的热分布。

3.底注式浇注系统：优点金属液的充型过程平稳，无飞溅，型腔中的气体易于排出，挡渣效果好，缺点是不能利用金属夜的自重进行补缩压力铸造的特点：1.生产效率高，便于实现自动化2.获得铸件的尺寸精度高（11~13），表面粗糙度低（3.2~0.8），一些铸件无需机加工可直接使用3.可获得细晶粒组织的铸件，机械强度比砂型铸造高4.便于实在嵌铸自由锻的基本工序：墩粗和拔长。

铸件合金的凝固与收缩合金凝固温度范围和铸件温度梯度会对铸件的凝固方式产生影响，化学成分不同、浇注温度和铸件结构会对逐渐的收缩产生影响。

(一)铸件的凝固方式及影响因素1.铸件的凝固方式(1)逐层凝固方式合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。

常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。

(2)糊状凝固方式合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固，这种凝固方式称为糊状凝固。

球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。

(3)中间凝固方式大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固方式。

中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。

2.凝固方式的影响因素(1)合金凝固温度范围的影响合金的液相线和固相交叉在一起，或间距很小，则金属趋于逐层凝固;如两条相线之间的距离很大，则趋于糊状凝固;如两条相线间距离较小，则趋于中间凝固方式。

(2)铸件温度梯度的影响增大温度梯度，可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化;反之，铸件的凝固方式向糊状凝固转化。

(二)铸造合金的收缩铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。

它主要包括以下三个阶段：1.液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。

2.凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩。

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。

3.固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。

固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。

(三)影响合金收缩的因素1.化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同。

在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。

2.浇注温度合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。

3.铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率。

金工试题库一.填空题：1．工程材料的力学性能指标包括（强度）、（硬度）、（塑性）、（韧性）和疲劳强度。

s2．淬火钢和工具钢常用（洛氏硬度）、退火钢常用（布氏硬度）来测试其硬度。

3．金属材料承受无限次重复交变载荷而不断裂的最大应力称为（疲劳强度）。

4．承受冲击载荷的零件要求（冲击韧性）一定要高。

5．金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫（抗拉强度），而产生塑性变形而不被破坏的能力叫（塑性）。

6、金属的结晶包括（晶核的形成）和（晶核的长大）两个过程。

7．常见金属的晶格有（体心立方晶格）、（面心立方晶格）和（密排六方晶格）。

8．普通热处理工艺包括（退火）、（正火）、（淬火）、（回火），淬火后高温回火的热处理合称为（调质处理）。

9．钢在加热时，影响奥氏体转变的因素有（加热温度）、（加热速度）、（含碳量）、（原始组织）和（合金元素）。

10．影响奥氏体晶粒长大的因素有（加热温度）、（保温时间）和（化学成分）。

11. 亚共析钢一般进行(完全)退火,过共析钢一般进行(球化)退火,铸钢件一般进行(扩散)退火,为消除毛坯件的残余应力,一般需进行(去应力)退火。

12．钢的回火分为（低温回火）、（中温回火）、（高温回火）。

13．钢的表面淬火分为（火焰加热）表面淬火和（感应加热）表面淬火。

14．钢的淬火分为（单液淬火）、（双液淬火）、（分级淬火）、（等温淬火）。

15. 丝锥要求又硬又韧,应进行(等温淬火)热处理,45钢轴要求综合机械性能好,应进行(调质)热处理,60钢弹簧要求弹性好,应进行(淬火＋中温回火)热处理,T12钢锉刀要求高硬度,应进行(淬火＋低温回火)热处理。

16．铜合金按加入元素分为（黄铜）、（青铜）和（白铜）三类。

17．变形铝合金按性能特点及用途分为（防锈铝）、（硬铝）、（超硬铝）和（锻铝）四种。

18．铸造铝合金分为（铝硅系合金）、（铝铜系合金）、（铝镁系合金）和（铝锌系合金）。

19．塑料按热性能分为（热塑性塑料）和（热固性塑料）两种。

1.铸件凝固方式依照什么来划分？哪些合金倾向于逐层凝固？在铸件化学成分已定的前提下铸件的凝固方式是否还能加以改变。

通常根据液固两相区的宽窄将铸件的凝固方式划分为逐层凝固方式，糊状凝固方式和中间凝固方式。

常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。

可以改变果改变结晶时的温度梯度，其凝固方式也可以改变。

2.铸件合金的收缩可分为哪三个阶段？缩孔缩松铸造应力及铸件变形各在哪个收缩阶段内形成？他们对铸件的质量各有何影响？①液态收缩：金属在液态时由于温度的降低而发生的体积收缩②凝固收缩：熔融金属在凝固阶段的体积收缩③固态收缩：金属在固态由于温度降低而发生的体积收缩（铸件变形）缩孔和缩松在液态凝固阶段形成危害：缩孔和缩松的形成，降低了铸件的力学性能和气密性，严重时可能使铸件成为废品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铸造应力是使铸件产生变形和裂纹的主要原因，它降低铸件的使用性能，严重影响铸件的质量3.什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？它们各适用于哪些场合？定向凝固是使铸件按规定的方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。

实现定向凝固的措施是：设置冒口；合理使用冷铁。

它广泛应用于收缩大或壁厚差较大的易产生缩孔的铸件，如铸钢、高强度铸铁和可锻铸铁等。

同时凝固原则：铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程。

实现同时凝固的措施是，将浇口开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。

适用于凝固温度范围宽的合金且气密性要求不高的铸件4试分析图所示铸件热应力的形成过程，说出上下两部分的应力性质，并用虚线表示出铸件可能的变形方向结构不对称、壁厚不均匀、冷却速度不一致，在厚壁的部分受拉应力，薄的部分受压应力。

5铸造时，金属凝固温度范围的宽窄对铸件质量有何影响？为什么？金属凝固温度范围的宽窄表示的是金属处于结晶过程中时，其固液两相共存的温度范围。

材料成型原理名词解释及分析名词解释能量起伏：原⼦能量存在不均匀性。

结构起伏：原⼦时聚时散。

浓度起伏：同种原⼦在不同原⼦团的分布量不同。

表⾯张⼒：⼀⼩部分液体单独在⼤⽓中出现时，⼒图保持球状形态，说明总有⼀个⼒的作⽤使其趋向球状，这个⼒为表⾯张⼒。

传热的基本⽅式：传到传热、对流换热和辐射换热。

三种计算凝固时间的⽅法：1理论计算法；2平⽅根定律；3折算厚度法。

匀质形核：在没有任何外来界⾯的均匀熔体的形核过程。

⾮均质形核：在不均匀的熔体中依靠外来杂质或型壁界⾯提供的衬底进⾏形核的过程。

粗糙界⾯：界⾯固相⼀侧的点阵位置只有50%左右被固相原⼦所占据，这些原⼦散乱的随机分布在界⾯上，形成⼀个坑坑洼洼，凹凸不平的界⾯。

平整界⾯：固相表⾯的点阵位置⼏乎全部被固相原⼦所占据，只留下少数空位；或者是在充满固相原⼦的界⾯上存在少数不稳定的孤⽴的固相原⼦，从⽽形成了⼀个总体上的平整光滑界⾯。

溶质再分配：从形核开始到凝固结束，在整个结晶过程中固液两相内部将不断进⾏着溶质元素的重新分布过程，称为合⾦结晶过程中的溶质再分配平衡凝固：在⼀定压⼒条件下，凝固体系的温度和成分完全由相应合⾦系的平衡相图所规定，这种理想状态下的凝固过程称为平衡凝固。

近平衡凝固过程：在固液界⾯处合⾦成分符合平衡相图，这种情况称为界⾯平衡，相应的凝固过程称为近平衡凝固过程，也成为正常凝固过程。

⾮平衡凝固过程：即使在固液界⾯处也不符合平衡相图的规定，产⽣所谓的溶质捕获现象，这类凝固过程称为⾮平衡凝固过程溶质平衡分配系数：平衡固相溶质浓度Cs与液相溶质浓度Cl之⽐为溶质平衡分配系数热过冷——液态凝固时所需过冷完全由传热所提供。

成分过冷：凝固时由于溶质再分配造成固液界⾯前沿溶质浓度变化，引起理论凝固温度的改变⽽在液固界⾯前液相内形成的过冷。

⾮⼩平⾯-⾮⼩平⾯共晶合⾦（⼜称规则共晶合⾦）：该类合⾦在结晶过程中，共晶两相α和β具有⾮⼩平⾯⽣长的粗糙界⾯，组成相的形态为规则的棒状或层⽚状。

合金的铸造性能合金的铸造性能--指在一定的铸造工艺条件下某种合金获得优质铸件的能力，即在铸造生产中表现出来的工艺性能，如充型能力、收缩性、偏析倾向性、氧化性和吸气性等等。

研究之必要--合金铸造性能的好坏，对铸造工艺过程、铸件质量以及铸件结构设计都有显著的影响。

因此，在选择铸造零件的材料时，应在保证使用性能的前提下，尽可能选用铸造性能良好的材料。

但是，实际生产中为了保证使用性能，常常要使用一些铸造性能差的合金。

此时，则应更加注意铸件结构的设计，并提供适当的铸造工艺条件，以获得质量良好的铸件。

因此，充分认识合金的铸造性能是十分必要的。

合金的铸造性能包括：1.充型能力2.凝固与收缩3.偏析4.吸气1 合金的充型能力定义定义--液态合金充满铸型，获得尺寸正确、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。

液态合金充型过程是铸件形成的第一个阶段。

其间存在着液态合金的流动及其与铸型之间的热交换等一系列物理、化学变化，并伴随着合金的结晶现象。

因此，充型能力不仅取决于合金本身的流动能力，而且受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响。

2 对铸件质量的影响对铸件质量的影响--液态合金的充型能力强，则容易获得薄壁而复杂的铸件，不易出现轮廓不清、浇不足、冷隔等缺陷；有利于金属液中气体和非金属夹杂物的上浮、排出，减小气孔、夹渣等缺陷；能够提高补缩能力，减小产生缩孔、缩松的倾向性。

3 影响合金充型能力的因素及工艺对策(1)合金的流动性定义--流动性是指液态合金的流动能力。

它属于合金的固有性质，取决于合金的种类、结晶特点和其他物理性质(如粘度越小，热容量越大；导热率越小，结晶潜热越大；表面张力越小，则流动性越好)。

测定方法--为了比较不同合金的流动性，常用浇注标准螺旋线试样的方法进行测定。

在相同的铸型(一般采用砂型)和浇注条件(如相同的浇注温度或相同的过热温度)下获得的流动性试样长度，即可代表被测合金的流动性。

1、什么是同时凝固与顺序凝固原则？这两种原则各适用于那种场合，各需采用什么工艺措施来实现？答：顺序凝固原则是指采取一定的工艺措施，使铸件上从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向定向地凝固。

同时凝固是指采取一些工艺措施，使铸件各部分温差很小，铸件相邻各部位或铸件各处几乎同时完成凝固过程，无先后的差异及明显的凝固方向性，称作同时凝固。

顺序凝固主要用于消除铸造工艺中的缩孔和缩松，主要通过合理运用冒口或冷铁等工艺措施实现。

同时凝固主要用于降低铸件产生应力、变形和裂纹的倾向，主要通过合理设置内浇口位置及安放冷铁等工艺措施实现。

2、什么是合金的流动性及充型能力？充型能力不足，铸件易产生的主要缺陷有哪些？充型能力的影响因素有哪些？不同化学成分的合金为什么流动性不同？答：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力。

液态金属自身的流动能力称为“流动性”，是金属的液态铸造成形的性能之一。

充型能力不足，会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。

液态金属的充型能力主要取决于金属自身的流动能力，还受外部条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，是各种因素的综合反映。

3、分析下图铸件的热应力分布（拉应力和压应力）和变形趋势。

答：上图１受到拉应力，２受到压应力，下图１受到压应力，２受到拉应力，变形趋势如图所示。

4、绘制自由锻件图与模锻件图有何不同，分别要考虑哪些问题？7、从结构工艺分析此铸造产品的不合理性，并对产品设计进行改进。

答：1.铸造加强肋的布置应有利于取模2.改进工艺8、锻造为什么要进行加热？如何选择锻造温度范围？加热的目的是为了提高金属的塑性，减小变形抗力，使之易于变形，并获得良好的锻后组织和力学性能。

确定锻造温度范围一方面要保证金属应具有良好的可锻性和合适的金相组织 , 另一方面要求在每一次加热之后做更多的成形工作 , 以节约能源和提高效率。

一、名词解释自发形核：由游动的原子集团自己逐渐长大而形成晶核的过程，因此，也称均质生核。

非自发形核：在外来质点的表面上生核的过程，也称为异质生核。

气孔：金属中的气体含量超过其溶解度，或浸入的气体不被溶解，则以分子状态存在于金属液中，若凝固前来不及排除，铸件将产生气孔。

非金属夹杂物：金属在熔炼与铸造过程中，与非金属元素及外界物质接触发生相互作用而产生的各种化合物。

离异共晶：共晶成分的剩余液体也可能不采取共生生长的方式结晶，而是两相各自独立生长，所得的组织中没有共晶的特征。

这种两相不是以共同的界面生长的方式称为离异生长，所得的组织称为离异共晶。

带状偏析：当固液界面由于过冷低减，固液界面向前推进受到溶质偏析的阻碍时，由于界面前方的冷却，从侧壁上可能产生新的晶粒并继续长大，从前方横切溶质浓化带，形成带状偏析。

逆偏析：铸锭和铸件凝固后，铸锭的表面或底部含溶质元素较多，而中心部分或上部分含溶质较少。

残余应力：当产生铸造应力的原因被消除以后，应力仍然存在，这种应力称为残余应力。

缩孔：铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔。

缩松：细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。

铸造应力：铸件在凝固以后在冷却过程中，将继续收缩。

有些合金还会发生固态相变而引起收缩或膨胀，这些都使铸件的体积和长度发生变化。

此时，如果这种变化受到阻碍，就会在铸件内产生应力，称为铸造应力。

粘度：液体在层流运动的情况下，各液层见有摩擦阻力，称为液体的内摩擦，妨碍液体的流动。

这种内摩擦阻力是液态金属的物理特性之一，称为粘度。

表面张力：表面张力系数，其意义是在液膜的单位长度上所受的绷紧力。

单相合金：在凝固过程中只析出一个固相的合金。

多相合金：在凝固过程中同时析出两个以上相的合金领先相：两个共晶相的析出次序和生长速度是不相同的，就是说，在两个相的生核和生长中必有一个相为先导。

由于次相的析出，引起溶质的富集而导致另一相的析出和生长，此相成为领先相。

一.判断正误（每小题2分共20分）：1、浇注温度越高，合金流动性越好，故浇注温度越高越好。

（）2、采用冒口和冷铁是为了防止铸件产生缩孔等缺陷。

（）3、铸件的应力，在铸件铸造成形后就无法消除了。

（）4、压铸件同其它铸件一样也可以进行热处理。

（）5、设置拔模斜度只是为了起模方便。

（）6、由于铸造生产的发展，砂形铸造方法将逐步被特种铸造方法所取代。

（）7、加工硬化导致金属塑韧性下降，在任何情况下都必须完全消除。

（）8、金属锻造后出现的纤维组织，一般都通过热处理消除。

（）9、焊接铝合金的最佳方法是采用氩气保护焊。

（）10、硬钎焊和软钎焊的主要区别是钎料熔点的高低。

（）一、名词解释（每个2分，共20分）：液态金属的充形能力铸件的缩孔和缩松金属的可锻性体积不变原理落料和冲孔焊接热影响区金属材料的焊接性粉末压制塑料注射成形模具基本组成二、判断正误（每小题2分共20分）：1、浇注温度越高，合金流动性越好，故浇注温度越高越好。

（）2、采用冒口和冷铁是为了防止铸件产生缩孔等缺陷。

（）3、铸件的应力，在铸件铸造成形后就无法消除了。

（）4、压铸件同其它铸件一样也可以进行热处理。

（）5、设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃口尺寸，然后根据间隙Z值确定凸模刃口尺寸。

（）6、随着铸造生产的发展，砂形铸造方法将逐步被特种铸造方法所取代。

（）7、为了使模锻件易从模膛中取出，锻件上应设计出拔模斜度。

（）8、金属锻造后出现的纤维组织，一般都通过热处理消除。

（）9、焊接铝合金的最佳方法是采用氩气保护焊。

（）10、硬钎焊和软钎焊的主要区别是钎料熔点的高低。

一、填空(每题1分,共30分)1.合金的流动性大小常用（）来衡量,流动性不好时铸件可能产生（）和缺陷。

2.壁厚不均匀的铸件,薄壁处易呈现（）应力,厚壁处呈现（）应力。

3.铸铁合金从液态正常温经历（）收缩、（）收缩和（）收缩三个阶段;其中（）收缩影响缩的形成,（）收缩影响内应力的形成。

4.可锻通用金属（）和（）来综合衡量。

⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。

决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。

②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。

⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。

答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。

②定向凝固原则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。

2、合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷？影响合金流动性的因素有哪些？设计铸件时，如何考虑保证合金的流动性?合金流动性是指液态合金本身的流动能力。

合金流动性不好时，容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷。

影响合金流动性的主要因素有：合金的成分、温度、物理性质、难熔质点和气体等。

设计铸件时，应从以下几个方面考虑保证合金的流动性:(1)从合金流动性的角度考虑，在铸造生产中，应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金。

(2)液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小，合金的流动性越好。

(3)液态合金的浇注温度必须合理。

3.合金的充型能力不好时，易产生哪些缺陷？设计铸件时应如何考虑充型能力？答：合金的充型能力不好时(1)在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；（2)容易造成铸件尺寸不精确，轮廓不清晰；(3)流动性不好，金属液得不到及时补充，易产生缩孔和缩松缺陷。

设计铸件时应考虑每种合金所允许的最小铸出壁厚，铸件的结构尽量均匀对称。

以保证合金的充型能力。

4.为什么对薄壁铸件和流动性较差的合金，要采用高温快速浇注？答：适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性，提高充型能力，因为浇注温度高，浇注速度快，液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强。