下载文档原格式
第一章铸造成型技术铸造：将液态金属浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。
铸件：采用铸造方法铸出的金属制品。
铸造生产的特点1.适应范围广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）2. 可制造各种合金铸件，各种箱体、机架、阀体等3.成本较低（铸件与最终的零件形状相似，尺寸相近）铸造的局限性1材料力学性能比锻件低2容易产生铸造缺陷3劳动条件差第一节铸造成型理论基础一、液态金属冲型充型能力：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。
液态金属重要的铸造性能指标。
冲型能力差：形状不完整、轮廓不清晰产生缺陷。
（浇不足，冷隔）问：影响液态金属充型能力的因素有哪些？★合金本身的流动性★浇注条件★铸型填充条件★铸件结构1.合金流动性1）合金流动性的概念：合金本身的流动能力流动性好●容易浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件●气体、夹杂上浮与排除●补缩好流动性差●薄壁铸件浇不足●复杂铸件产生冷隔2）合金流动性的测量螺旋形试样测量法：用浇注后试样的长度表示（实际浇注的螺旋线的长度，长度越长，流动性越好）3）影响合金流动性的因素合金的化学成分：固液两相的间距越大，流动性越差。
A.具有共晶成分的合金，纯金属流动性好B.合金成分越远离共晶点结晶温度范围越宽，流动性越差亚共晶铁随含碳量增加，结晶温度范围减小，流动性提高2 浇注条件1）浇注温度：浇注温度越高充型能力越好2）充型压头：压头越大，金属流动速度越大，充型能力越好，压力铸造、离心铸造的充型能力就比砂型铸造好。
缺点：压力过大：引起喷射和飞溅，增加金属氧化，气体来不及排除，易造成浇不足和冷隔。
3）浇注系统结构：复杂，流动阻力大，充型能力差浇注系统如阻流式、缓流式易增大铸件的流动阻力，使充型能力降低。
浇口杯和内浇口等也有同样的影响。
3. 铸型填充条件1）铸型材料：导热系数越大，合金的充型能力越差金属型铸造较砂型铸造易产生浇不足和冷隔等缺陷2）铸型温度：铸型温度越高，合金的充型能力越强3）铸型中的气体：铸型排气能力差，阻碍液态合金的充型4. 铸件结构1）铸件的折算厚度（体积与表面积之比）：折算厚度越大，充型能力越强2）铸件的复杂程度越大，充型能力差5. 提高充型能力的措施1）铸型性质方面金属铸型、熔模铸型：提高铸型温度，填涂料增加铸型热阻，提高铸型排气量，减少铸型在金属充填期间的发气速度等。
铸造工艺原理和总结一、实质、特点及应用1.铸造定义是指熔炼金属、制造铸型、并将熔融金属浇注入铸型内、凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。
铸造实质：是利用熔融金属的流动性能实现成形。
铸件：用铸造方法得到的金属零件。
铸型：形成铸件形状的工艺装置。
2.铸造的特点1）成形方便、适应性强•尺寸、形状不受限制长度从几mm-20m；厚度从0.5-500mm;重量从几克-几百吨；•材料的种类和零件形状不受限制。
2）生产成本较低（与锻造比）•设备费用低；•减少加工余量，节省材料；•原材料来源广泛。
3）组织性能较差•晶粒粗大、不均匀；•力学性能差；-工序繁多、易产生铸造缺陷。
4）工作条件差、劳动强度大。
3、铸造的应用1）形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件：箱体、缸体和壳体；2）尺寸大、质量大的零件，如床身、重型机械零件；3）力学性能要求不高，或主要承受压应力作用的零件，如底座、支架；4）特殊性能要求的零件，如球磨机的磨球、拖拉机的链轨。
4、铸造成形的基本工序二、金属的铸造性能——是指金属材料铸造成形的难易程度。
评价指标：流动性和收缩性。
（一）流动性——是指熔融金属有流动能力1、表示方法螺旋试样长度L，如L铸钢=20mm，L铸铁=1800mm，铸铁的流动性比铸钢好。
2、影响流动性的因素1）化学成分：共晶合金最好，纯金属差；2）浇注温度：T浇愈高，保温时间愈长，流动性愈好，但收缩性大和浇毁铸型。
经验：“高温出炉，低温浇注”。
3）铸型类别影响铸型蓄热能力和透气性；如、干砂型〉湿砂型＞金属型。
4）铸型结构简单、壁厚的铸型〉复杂、壁薄的铸型。
3、流动性对铸件质量的影响流动性好：铸件形状完整、轮廓清晰；利于气体和夹杂物上浮排出和补偿；流动性不好：产生浇不到和冷隔、气孔和夹杂等缺陷。
4、防止流动性不好缺陷方法调整化学成分、提高浇注温度和改善铸型条件。
（二）收缩性——指浇注后熔融金属逐渐冷却至室温时总伴随着体积和尺寸缩小的特性。
铸造成型原理及应用铸造成型是一种传统的金属加工工艺，通过在金属熔化状态下，将液态金属倒入成型中，待其冷却凝固后得到所需的零部件或产品。
铸造成型技术具有较高的生产效率和成本效益，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
铸造成型的基本原理是利用金属的液态流动性和可凝固性，在一定的成型器具中达到预期形状和尺寸。
主要分为几个步骤：1. 原材料准备：首先需要准备所需的原材料，通常是金属合金。
根据产品的要求和用途，选择合适的金属材料，进行熔炼和精炼，以获得符合要求的合金液态金属。
2. 成型器具准备：根据要生产的部件或产品的形状和尺寸，准备相应的成型器具或模具。
成型器具通常由砂型、金属模具、膨胀模具等多种材料和形式构成，用于容纳和形成熔融金属。
3. 浇注和充填：将准备好的熔融金属倒入成型器具中，使其充分填满成型腔体。
在此过程中需要控制浇注温度、压力和速度，以确保金属充填成型器具，并且避免产生气孔和夹杂。
4. 冷却和凝固：随着金属在成型器具中冷却凝固，其形成所需零件或产品的形状。
冷却速度和凝固过程的控制是铸造成型技术中重要的环节，直接关系到产品的质量和性能。
5. 脱模和整形：待金属完全凝固后，进行成型器具的取出和产品的整形处理。
根据产品的要求和用途，采取相应的去毛刺、修整、清理等加工工艺，以得到成型完美的最终产品。
铸造成型技术除了在金属制品生产中得到广泛应用外，还在其他行业中有一定的应用。
最常见的金属铸造类别包括压铸、球墨铸铁、砂型铸造、投资铸造等。
此外，铸造成型也逐渐应用于塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的生产工艺中。
在汽车制造领域，铸造成型被广泛应用于发动机、底盘、传动系统等重要零部件的生产中。
例如，发动机缸体、曲轴箱、传动箱壳体等大型铸件均采用铸造成型技术制造。
通过钢模铸造和失重铸造等高级铸造工艺，不仅可以生产出质量和稳定性更高的产品，而且生产周期更短，生产成本也更低。
在航空航天领域，铸造成型技术也具有重要的应用价值。
brc20铸造原理BRС20铸造原理BRС20铸造是一种高强度、高温度合金材料，主要由于其高强度、高耐热性以及耐腐蚀性而被广泛应用于航空航天、核工业和化工等领域。
BRС20铸造技术主要包括原料准备、合金熔炼、铸造成型三个步骤。
一、原料准备BRС20铸造主要包括硼、铬、钴、钛、镍、铁等多种元素。
铁是合金中的主要成分，其含量高达60-70％，其余的元素均为添加剂。
硼的加入可以使合金的高温性能大大提高，而铬和钴则可以提高合金的耐腐蚀性。
在原料的选择过程中需要注意，要选用品质稳定、化学成分均匀的原材料，并严格按照比例混合。
二、合金熔炼铸造的首要环节是熔炼，BRС20铸造也不例外。
熔炼工艺的主要目的是将所选用的原材料按照严格的比例混合，并在高热条件下进行熔融。
熔炼需要在真空或惰性气体保护下进行，这样可以避免金属在高温条件下的氧化和碳化。
BRС20铸造可采用电熔、氩气熔和真空熔三种不同的熔炼方式。
电熔炉是最常用的一种熔炼方式，因为它可以在高温下将多种元素快速熔融，并且可以精确控制熔体的温度和成分。
三、铸造成型铸造成型是BRС20铸造中最关键的一步。
它的成功，直接决定合金材料的质量。
铸造成型可以分为多种方法，如砂型铸造、金属型铸造、压模铸造等，而由于BRС20的特殊性质，主要采用采用真空气压铸造法。
真空气压铸造是在真空条件下进行的一种高精度铸造技术。
它的操作流程相对比较简单：首先将熔融合金注入铸造模具中，然后在高温下进行冷却。
在冷却过程中，采用压力控制的方式，可以保证合金内的气体完全抽出，使得板坯内部没有缺陷。
随着铸造温度的降低，板坯在模具内部形成固态结构，并获得预定的形状和尺寸。
总结BRС20铸造技术可以将多种金属元素进行合金化，从而获得高强度、高耐热性和高耐腐蚀性的合金材料。
BRС20铸造的关键成功因素是熔炼、铸造和加工中较好的控制和协调。
BRС20铸造技术的成熟，为航空航天、核工业和高科技工业的发展提供了重要的技术基础。
铸造的形成原理铸造是一种常见的金属加工技术，它是指将液态金属或其它熔融物质倒入模具中，并在冷却凝固之后取出成型的过程。
铸造技术已经存在了数千年，被广泛应用于汽车、航空、造船、家具、建筑等领域。
铸造的形成原理有几个方面。
第一，熔融金属的物理与化学变化。
铸造过程的核心是将熔融金属倒入模具中，这会导致金属发生物理和化学变化，以实现所需形状与性质。
在熔融状态下，金属分子之间的相互作用变得更加松散，使它们可以更自由地交流和扩散。
因此，铸造造型可以固化形态和形状，而且金属能够在冷却的过程中重新结晶，使其变得更加有序和均匀。
第二，模具的制备。
模具是铸造过程中非常重要的组成部分，因为它直接决定了最终产品的形状和大小。
模具可以制成纸张、木材、塑料、金属等各种材料，使铸造过程既具备精确度，也使制造成本降低，生产效率提高。
通过模具的制备，可以更好地控制金属的形状和分布，从而获得更均匀的铸造件。
第三，熔融金属的温度和流动性。
在铸造过程中，必须将金属加热至足够高的温度，以使其成为液态状态，并充分流动到模具的每个角落。
温度对铸件的质量和形状非常关键，因为具有足够高的温度可以使金属更容易地流动和填充模具中的空间，从而得以形成理想的形状。
但是，温度不能过高，因为这使得金属不稳定、难以操作、容易氧化和失去质量。
因此，在操纵铸造过程时，需要保持温度测量，以确保液态金属的流动性和传输行为都正确地完成。
第四，熔融金属的水平和方向。
流动性对熔融金属的倾斜和冷却控制非常重要，因为它们直接影响金属的温度和流向。
在将熔融金属倒入模具之前，需要确保金属冷却系统和加热器具沿着需要的轴线运行，以确保液态金属能够在模具中自由地流动。
当液态金属填满整个空间时，需要立即向模具中的液态金属施加良好的压力，以便将任何气体和杂质从铸件中隔离出来。
最后，需要将模具冷却，让铸件的形状和尺寸变得十分结实并稳定。
总之，铸造是实现液态金属形态控制的主要加工方法之一，它涉及到多个物理原理和化学原理。
压力铸造的原理特点及应用1. 压力铸造的原理压力铸造是一种通过施加压力将熔化金属填充到模具中并形成零件的铸造方法。
其主要原理包括：1.1 熔化和注射压力铸造过程中，首先需要将金属材料熔化，通常使用电感加热炉或者电炉进行加热。
熔融金属被注射器推入到注射系统中。
1.2 注射系统注射系统通过一个活塞将熔融金属从炉中推入到模具中。
为了确保金属能够填充整个模具，通常需要将熔化金属进一步加压。
1.3 压力控制压力控制是压力铸造中的关键步骤之一。
在注射完成后，需要施加更高的压力来确保金属充分填充模具的细节和形状。
1.4 冷却和凝固当金属填充完成后，需要冷却和凝固。
通常采用水冷却系统来加速冷却过程，以便更快地取出零件。
1.5 压力释放和模具打开在冷却完成后，需要释放压力，然后打开模具并取出成型的零件。
2. 压力铸造的特点压力铸造具有许多独特的特点，使其成为一种广泛应用的铸造方法：2.1 高精度和复杂形状压力铸造能够生产出高精度和复杂形状的零件，因为金属在注射过程中能够完全填充模具，并保持细节的清晰度和一致性。
2.2 高生产效率压力铸造具有较高的生产效率，通常可以在较短的时间内生产出大批量的零件。
注射和冷却过程可以同时进行，节省了生产时间。
2.3 节约材料由于压力铸造可以准确地控制金属的注射和填充过程，可以减少材料的浪费。
相比于其他铸造方法，压力铸造可以更大程度地利用原材料。
2.4 优异的物理性能压力铸造的零件通常具有较高的密度和较好的物理性能。
由于金属在注射过程中形成了均匀的晶粒结构，因此零件的强度和韧性较好。
2.5 可降低后续加工工序压力铸造生产的零件通常具有较好的表面光洁度和尺寸精度，因此可以减少后续的加工工序。
这样可以节省时间和成本。
3. 压力铸造的应用压力铸造被广泛应用于各个领域，包括：3.1 汽车工业压力铸造能够生产出高强度和轻量化的零件，因此在汽车工业中得到了广泛应用。
例如汽车发动机的缸体、传动箱壳等零件都可以通过压力铸造进行生产。
1、可以通过哪些途径研究液态的金属的结构答，间接，通过固液，固气转变后一些物理性能变化判断液态金属原子间结合状况，直接，通过液态金属的X射线或中子线结构分析研究。
2、怎样理解液态金属“进程有序远程无需”答。
液态金属中的原子排列在几个原子间距内，与固态原子排列基本一致，有规律，而距离远的原子排列不同与固态，无序。
这称为。
3、阐述实际液态金属结构，能量，结构及浓度三种起伏。
答。
实际金属含有大量的杂质，他们存在方式是不同。
能量起伏，表现为各个原子间的能量不同各个原子的尺寸不同，浓度起伏，表现为各个原子团成分不同，游动的原子团时聚时散此起彼伏形成结构起伏。
4、液态金属粘滞性本质，及影响因素答。
本质，是质点间（原子间）结合力的大小，影响因素：温度，熔点，杂质。
共晶合金粘度低。
5、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施。
答：1、金属性能方面，合金的成分，结晶潜热，金属的热物理性能，粘度，表面张力。
2、铸型性能方面，铸型的蓄热系数，铸型的温度，铸型中的气体，3、浇筑方面、浇注温度，充型压头，浇筑系统的结构4、铸件结构方面。
措施：1正确选择合金成分多少2、合理的熔炼工艺3、适当降低砂型中的水量和发起物质含量，增加砂型通气性。
6、某工厂的生产铝镁合金机翼（壁厚3mm，长1500mm）采用粘土砂型，常压下浇筑，常因浇筑不足而报废，怎样提高铸件的成品率。
答：可以采用小蓄热系数的铸型，采用预热，提高浇筑温度，加大充型压力，改变浇筑系统，提高金属液充型能力。
7、如何得到动态凝固曲线及如何利用动态凝固曲线分析铸件的性质答、先绘制出铸件的温度场，然后给出合金液相线跟固相线温度，...8、如何理解凝固区域的结构中的“补缩边界”、傾出边界答铸件在凝固的过程中除纯金属和共晶成分的合金外，在断面上一般分为3个区域，即固相区，凝固区，液相区。
用傾出发做实验时，晶体能够随液态金属一起被傾出，因此液固部分和固液部分的边界叫傾出边界。
固液部分靠近固体的部分固相占绝大部分，已经连接为牢固的晶体，靠近傾出边界的那部分液态占大部分，这两部分中间形成小的熔池，体积收缩，得不到液态的补充叫补缩边界。
1、液态金属成型技术是将融融的金属或合金在重力场或其他外力场的作用下注入铸型型腔中，待其凝固后获得与型腔形状相似逐渐的一种方法，这种成型方法叫做铸造。
2、液态成型（铸造）是将融化成型的液态金属浇入住铸型后一次制成所需形状和性能的零件3、金属塑性成形又称塑性加工，是利用金属的塑形，通过外力获得所需形状，尺寸与内部性能制品的一种加工方法。
4、表面张力：是表面上存在的一个平行于表面且各个方向大小相等的力。
5、表面自由能；是产生新的单位面积表面时自由能的增量。
6、液态金属充填铸型的能力：液态金属充满铸型型腔，获得完整、轮廓清晰的铸件的能力。
7、流动性;液态金属本身的流动性。
与金属的成分、温度、杂质含量、铸件结构有关。
8、强迫对流：在凝固过程中可以外在激励使液相产生的流动9、液态金属结晶：液态金属转变成晶体的过程称为液态金属结晶或金属一次结晶。
10、相变驱动力：只有当T<T0，Gl>Gs时，结晶才可能自发进行，此时液固两自由能只差称为相变驱动力。
11、过冷度：t=t-t0称之为过冷度12:、热力学能障：由界面原子所产生，能直接影响体系自由能的大小。
13、动力学能障：由原子穿越界面的过程中所引起的，其大小与相变驱动力无关，而决定于界面的结构和性质，前者对形核有影响，后者则在晶体生长过程中起关键作用。
14、均质形核：是在没有任何外来界面的均匀熔体中的形核过程。
也成自发形核。
15、非均质形核：指在不均匀的熔体中依靠外来杂质或型壁界面的衬底进行形核的过程，也称非自发形核，异质形核G非=G均f（o），当0<O<180时，0<f（o）<1，0=180，f（o）=1时，G非=G均。
16、晶体生长驱动力：固液界面处，固液两项体积自由能之差。
晶体生长主要受界面生长动力学过程，传热过程，传质过程三方面的影响17、原子角度看微观姑爷界面的结构可分为两大类粗糙界面(非小面界面)、平整界面（小面界面）18、溶质在分配：从形核开始到结晶结束，整个过程中，固液两项内部进行着溶质元素的重新分布的过程。
铸造：一种液态金属生产制品的工艺方法。
将金属熔化成具有一定化学成分和一定温度的液体，然后在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）作用下将其浇注到铸型型腔中，充满型腔（良好流动性的液态）经凝固和冷却后便形成具有铸型型腔形状的制品—铸件特点：①使用范围广，可生产各种形状和大小的铸件②较高的尺寸精度③成本低廉。
一．液态金属的结构与性质1.固体金属的加热、熔化：⑴晶体中的原子结合：1）在一定条件下，金属中的原子具有一定排列的原因：①引力：异性电荷间的库仑引力；②斥力：同性电荷间的库仑斥力与泡利原理引起的斥力之和。
⑵原子间距离为R0时，F(R0)=0，平衡态，W极小值，状态稳定，原子之间保持一定间距F(R)=-əW(R)/əR ⑵金属的加热膨胀：晶体中的原子不是固定不动，只要温度高于热力学温度，原子在平衡位置附近热振动热膨胀：温度升高，振动频率、振幅加大，原子间距离增加原因：①原子间距增大：势能曲线不对称性；斥力＞引力②空穴产生：熔点附近，1%空穴数；离子间相互作用——能垒——平衡位置振动；温度升高—部分原子能量＞能垒—原子迁移到表面or原子间隙—留下空穴—vacancy产生；空穴形成—能垒下降—其它原子进入—空穴流动⑶金属的熔化：①熔点附近：离位原子多；熔化始于晶界，晶界原子排列相对不规则，势能高，离位原子多，空穴数目可达到原子总数10% ②熔点：外界能量足够大时——熔化潜热，原子间距离大于R1，原子结合键破坏，固态——液态；固态——液态状态突变；性质突变：体积突变；电阻、粘性突变②熔化实质：规则的原子排列突变为紊乱的非晶质结构的过程2.液态金属的结构：⑴液态金属的热物理性质:①体积：S－L：体积增加3～5％，原子平均间距增加1～1.5%；S－g：体积无限膨胀②熔化潜热：S－L（熔化潜热）：原子结合键破坏百分之几；S－g（汽化潜热）：原子间结合键全部破坏③熵：S－L：熵增加不大⑵液态与固态结构相似，尤在金属过热度不太高（熔点以上100～300℃）的铸造条件下更是如此⑶液体状态的结构特点（熔化－熔点以上不高的温度范围内）：①原子间结合能较强、平均原子间距增加不大、原子排列在较小距离内具有规律性②原子间结合部分破坏，原子集团，近程有序(原子在十几～几百个原子组成的集团内规则排列) ③由于能量起伏，原子集团处于瞬息万变状态④原子集团内，公有电子，金属导电；空穴间，自由电子跟随正离子运动，离子导电；most金属熔化时电阻率能突然增加约1～2倍（半导体金属则减小）⑤温度高——原子集团平均尺寸小、“游动”速度快⑷金属液态结构的理论：①空穴理论：由原子集团（规则排列、近程有序）、空穴组成，能量起伏大、热运动激烈②紊乱排列的密集球堆理论（贝纳尔）：液体金属是均质、密集、紊乱排列的原子集合体⑸实际金属的液态结构：1）微观上：①游动原子集团：成分和结构不同，近程有序②空穴③游离原子④许多固态、气态或液态的化合物组成，是一种“混浊”的液体2）化学键：金属键、其它多种类型的化学键⑹①能量起伏②结构起伏：液体中大量不停“游动”着的局域有序原子团簇时聚时散、此起彼伏③浓度起伏：同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。
第一章1、可以通过哪些途径来研究液态金属的结构？①间接方法：通过固---液、固---气态转变后，一些物理性质的变化判断液态的原子结合情况。
②直接方法：通过液态金属的X射线或中子线的结构分析研究液体的原子排列情况。
2、如何理解液态金属的“远程无序”“进程无序”结构？从X射线衍射分析对液态金属铝结构的认识中可以看到，液态铝中的原子排列在几个原子间的小范围内，与其固态铝原子的排列基本一致，呈现一定的规则排列，而距离远的原子排列就不同于固态？了表现为无序状态，称为“远程无序”“进程无序”结构。
3.试阐释实际液态金属的结构及能量结构及浓度等三种起伏特征处于热运动的原子能量有高有低，同一原子的能量也随时间不停变化，时高时低，这种现象称为“能量起伏”。
另外，液态金属中存在由大量不停“游动”着原子团组成，原子集团不断分化组合，这种现象称为“结构起伏”。
由于同种元素及不同元素之间的原子结合力是不同的，即游动集团之间存在着成分不均匀性，称之为“浓度起伏”。
4.液态金属黏涝性的本质及影响因素有哪些方面？本质：是质点间结合力的大小，即原子间做相对运动时产生的阻力。
影响因素：①温度。
②熔点。
③夹杂。
5、影响充型能力的因素及提高充型能力的措施都有哪些？（1）金属性能方面的因素：①合金的化学成分。
②结晶潜热。
③金属的热处理性能（比热容，密度和热导率）④黏度。
⑤表面张力。
措施：①正确选择合金成分。
②合理的熔炼工艺。
（2）铸型性质方面的因素：①铸型的蓄热系数。
②铸型的温度。
③铸型中的气体。
措施：①适当降低型砂中的含水量和发气物质的含量。
②提供砂型的透气性。
（3）浇筑方面的因素：①浇筑的温度。
②充型压头。
③浇筑系统的结构。
措施：①在一定范围内提高温度。
②增发液态金属在流动方向上所受的压力。
③铸件结构方面的因素是铸件的折算厚度和复杂程度。
6、你认为可以采用哪些工艺措施来提高该铸件的成品率？①利用高温出炉低温浇筑工艺。
②预热铸型。
③增加金属液静压头。
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。
铸造成型的原理是什么铸造成型是一种通过熔化金属或其他材料，然后在特定的模具中进行冷却固化，最终得到所需形状的工艺方法。
其原理是将熔化的金属或其他材料通过重力或压力注入到预先制作好的模具中，待金属冷却后取出，即可得到所需的成品。
铸造成型的基本原理可以归纳为以下几个方面：1. 熔化和充型：首先需要将金属或其他材料加热至其熔点以上，使其成为可流动的液态。
常见的金属熔化方法包括电炉熔炼和火炉熔炼等。
加热完成后，将熔化的金属通过重力或压力，从炉中倒入预先制作好的模具中，充实整个模具腔体。
2. 冷却和凝固：注入模具的熔化金属在模具内部表面受到冷却，随之产生的热量会通过模具材料散发出去。
冷却过程中，金属逐渐由液态转变为固态。
冷却时间的长短决定了金属晶粒的尺寸和形态，也直接影响到成品的性能。
3. 脱模和清理：当金属完全冷却并凝固后，即可将模具打开，取出成型件。
通常情况下，成型件和模具之间会用一层兼具润滑和防粘性质的物质（如润滑剂、涂料等）进行涂覆，以便在脱模时减少粘结力。
铸造成型的原理基于物质的凝固特性和模具的制作。
常见的铸造成型方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、真空铸造等。
砂型铸造是最早也是最常用的铸造方法之一。
其原理是，通过将湿砂填充到模具中，然后将其紧实，并在砂中形成所需的空腔。
之后，将熔化金属注入到砂型中，金属冷却后形成所需的成品。
金属型铸造是一种采用金属模具进行铸造的方法。
金属型具有良好的导热性和较高的机械强度，可以用于制造复杂形状的铸件，并能够较好地保持成品尺寸的稳定性。
压力铸造是通过高压力将熔化金属注入模具中进行铸造。
其特点是生产效率高、产品质量好、损耗低。
常见的压力铸造方法包括压铸、热压铸、注射铸造等。
低压铸造是通过在模具上加压，将熔化金属从底部注入模具中进行铸造。
低压铸造具有较好的成型性能和产品质量，适用于生产复杂、薄壁或高精度的铸件。
真空铸造是在真空环境下进行铸造的方法。
真空状态下，可以减少气体对金属的污染和气孔的产生，提高铸件的质量。
铸造工艺常识知识点总结铸造工艺常识包括了铸造的基本原理、工艺流程、材料选择、设备技术和质量控制等内容。
以下是一些铸造工艺的基本知识点总结：1. 铸造的基本原理- 铸造是将金属或合金加热至液态状态，倒入模具，然后冷却凝固成型的制造方法。
这种工艺可以制造出各种大小和形状的零件，具有很高的生产效率和经济性。
2. 铸造工艺流程- 铸造工艺流程包括模具设计、熔炼、浇铸、清理和后处理等关键步骤。
模具设计决定了最终产品的形状和尺寸，熔炼是将原料金属或合金加热至液态状态的过程，浇铸是将熔化的金属倒入模具的步骤，清理和后处理是对铸件进行去除毛刺、砂眼和表面处理的步骤。
3. 铸造材料选择- 铸造材料的选择包括金属及合金的选择，辅助材料的选择。
金属及合金的选择应考虑零件的用途、工作条件、强度要求、耐磨性、耐腐蚀性等因素，辅助材料选择应考虑模具材料，脱模剂，浇口和浇注系统等。
4. 铸造设备技术- 铸造设备包括熔炼设备、浇注设备、模具设备等。
熔炼设备主要有电弧炉、感应炉等，浇注设备主要有手工浇注、重力铸造、压力铸造等。
模具设备包括砂型、金属型、脱壳模、永久模等。
5. 铸造质量控制- 铸造质量控制包括原材料的质量控制、生产过程的质量控制和铸件的质量控制。
原材料的质量控制包括原料化学成分、物理性能、外观质量等。
生产过程的质量控制包括熔炼温度、浇注温度、冷却速度、浇注方式等。
铸件的质量控制包括尺寸精度、表面质量、内部缺陷等。
综上所述，铸造工艺是一种重要的金属加工技术，广泛应用于各个领域。
掌握铸造工艺的基本知识对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
希望本文对铸造工艺感兴趣的读者有所帮助。
表面张力：液态金属表面层的质点受到一个指向液体内部的力，物体倾向于减小其表面积，这相当于在液态金属表面有一个平行于表面且各向大小相等的张力，这个张力就是表面张力。
能量起伏：金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的，一些原子的能量超过原子的平均能量，有些原子的能量则远小于平均能量，这种能量的不均匀性称为“能量起伏”结构起伏：液态金属中的原子集团处于瞬息万变的状态，时而长大时而变小，时而产生时而消失，此起彼落，犹如在不停顿地游动。
这种结构的瞬息变化称为结构起伏。
浓度起伏：不同原子间结合力存在差别，在金属液原子团簇之间存在着成分差异。
这种成分的不均匀性称为浓度起伏。
大题1.充型能力与流动性的联系与区别：充型能力：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。
即液态金属充填铸型的能力。
充型能力与金属液本身的流动能力及铸型性质等因素有关。
是设计浇注系统的重要依据之一。
流动性：液态金属本身流动的能力。
流动性与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
充型能力与流动性的关系：充型能力是外因（铸型性质、浇注条件、铸件结构）和内因（流动性）的共同结果。
外因一定时，流动性就是充型能力。
充型能力弱，则可能产生浇不足、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱，以及卷入性气孔、夹砂等缺陷。
3.影响液态金属充型能力因素和提高措施：影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的：影响金属与铸型之间热交换条件，而改变金属液的流动时间；影响金属液在铸型中的水力学条件，而改变金属液的流速。
1.研究铸件温度场的方法：数学解析法、数值模拟法和实测法等。
4.凝固方式及其影响因素一般将金属的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固方式（或称糊状凝固方式）和中间凝固方式。
在凝固过程中铸件断面上的凝固区域宽度为零，固体和液体由一条界线（凝固前沿）清楚地分开。
随着温度的下降，固体层不断加厚，逐步达到铸件中心。
这种情况为逐层凝固方式。
铸件凝固的某一段时间内，其凝固区域几乎贯穿整个铸件断面时，则在凝固区域里既有已结晶的晶体，也有未凝固的液体，这种情况为体积凝固方式或称糊状凝固方式。
砂型铸造知识点总结1. 砂型铸造的原理砂型铸造是通过在石膏、粘土或硅树脂等材料制成的模具中，倒入熔化的金属，并在金属凝固后将模具破碎，得到所需的铸件。
它的原理是利用砂型的柔软和易于成型的特点，将其用于金属铸造，通过对砂型内部空腔和外部形状进行加工，以得到所需的铸件。
2. 砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程主要包括模具制备、浇注、凝固冷却、脱模等几个步骤。
首先是对模具进行制备，通常使用湿砂型和干砂型两种方式。
然后是浇注，将熔化的金属倒入模具中，填满模具腔室。
接着是凝固冷却，待金属完全凝固后，可以进行脱模，将铸件从模具中取出，再进行后续的处理。
3. 不同类型的砂型铸造根据模具的不同，砂型铸造可以分为湿砂型和干砂型两种类型。
湿砂型是指在模具制备过程中，使用湿润的黏土或粘合剂拌合成模砂，然后将模砂填充到模具中，经过成型、干燥等步骤，最终形成砂型。
干砂型则是指使用无机粘结剂或有机粘结剂与干净的石英砂混合，制成模砂，经过振实、成型等步骤，形成模具。
4. 砂型铸造中的砂型材料砂型铸造中使用的砂型材料主要是石英砂、河砂等天然砂，以及黏土、石膏和硅树脂等粘合剂。
石英砂具有颗粒间的细腻、坚硬、高温抗性好等特点，是最常用的砂型材料。
而粘合剂的选择则取决于铸件的要求和生产的具体条件。
5. 砂型铸造中的缺陷和质量控制在砂型铸造中，常见的缺陷主要有气孔、砂眼、夹杂、收缩孔等。
这些缺陷的产生，通常与砂型的制备、浇注过程、金属凝固等相关。
因此，对于砂型铸造的质量控制至关重要，需要从原材料质量、工艺参数、操作技术、设备状态等方面进行全面管理和控制。
6. 砂型铸造的应用领域砂型铸造广泛应用于各种机械零部件、汽车零部件、船舶零部件、航空航天零部件等领域。
由于其工艺简单、成本低、适用范围广泛，因此在制造业中仍具有重要的地位。
7. 砂型铸造中的技术要点在砂型铸造的过程中，需要注意一些技术要点，以确保铸件的质量。
比如，在模具制备过程中，要注意砂型的成型和干燥，以免产生砂眼和气孔；在浇注过程中，要控制合金的温度和浇注速度，以免产生夹杂和收缩孔；在凝固冷却过程中，要控制冷却速度，以保证金属的组织结构和性能。
表面张力：液态金属表面层的质点受到一个指向液体内部的力，物体倾向于减小其表面积，这相当于在液态金属表面有一个平行于表面且各向大小相等的张力，这个张力就是表面张力。
能量起伏：金属晶体结构中每个原子的振动能量不是均等的，一些原子的能量超过原子的平均能量，有些原子的能量则远小于平均能量，这种能量的不均匀性称为“能量起伏”结构起伏：液态金属中的原子集团处于瞬息万变的状态，时而长大时而变小，时而产生时而消失，此起彼落，犹如在不停顿地游动。
这种结构的瞬息变化称为结构起伏。
浓度起伏：不同原子间结合力存在差别，在金属液原子团簇之间存在着成分差异。
这种成分的不均匀性称为浓度起伏。
大题1.充型能力与流动性的联系与区别：充型能力：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。
即液态金属充填铸型的能力。
充型能力与金属液本身的流动能力及铸型性质等因素有关。
是设计浇注系统的重要依据之一。
流动性：液态金属本身流动的能力。
流动性与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
充型能力与流动性的关系：充型能力是外因（铸型性质、浇注条件、铸件结构）和内因（流动性）的共同结果。
外因一定时，流动性就是充型能力。
充型能力弱，则可能产生浇不足、冷隔、砂眼、铁豆、抬箱，以及卷入性气孔、夹砂等缺陷。
3.影响液态金属充型能力因素和提高措施：影响充型能力的因素是通过两个途径发生作用的：影响金属与铸型之间热交换条件，而改变金属液的流动时间；影响金属液在铸型中的水力学条件，而改变金属液的流速。
1.研究铸件温度场的方法：数学解析法、数值模拟法和实测法等。
4.凝固方式及其影响因素一般将金属的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固方式（或称糊状凝固方式）和中间凝固方式。
在凝固过程中铸件断面上的凝固区域宽度为零，固体和液体由一条界线（凝固前沿）清楚地分开。
随着温度的下降，固体层不断加厚，逐步达到铸件中心。
这种情况为逐层凝固方式。
铸件凝固的某一段时间内，其凝固区域几乎贯穿整个铸件断面时，则在凝固区域里既有已结晶的晶体，也有未凝固的液体，这种情况为体积凝固方式或称糊状凝固方式。
铸件断面上的凝固区域宽度介于前两者之间时，称中间凝固方式。
凝固方式取决与凝固区域的宽度，而凝固区域的宽度取决于合金的结晶温度范围和冷却强度（温度梯度）。
结晶温度范围越宽，温度梯度越小，越倾向于体积凝固方式2. 液态金属结晶过程：首先，系统通过起伏作用在某些微观小区域内克服能量障碍而形成稳定的新相晶核；新相一旦形成，系统内将出现自由能较高的新旧两相之间的过渡区。
为使系统自由能尽可能地降低，过渡区必须减薄到最小原子尺度，这样就形成了新旧两相的界面；然后，依靠界面逐渐向液相内推移而使晶核长大。
直到所有的液态金属都全部转变成金属晶体，整个结晶过程也就在出现最少量的中间过渡结构中完成。
由此可见，为了克服能量障碍以避免系统自由能过度增大，液态金属的结晶过程是通过形核和生长的方式进行的。
在存在相变驱动力的前提下，液态金属的结晶过程需要通过起伏（热激活）作用来克服两种性质不同的能量障碍（简称能障），两者皆与界面状态密切相关。
一种是热力学能障，它由被迫处于高自由能过渡状态下的界面原子所产生，能直接影响到系统自由能的大小，界面自由能即属于这种情况；另一种是动力学能障，它由金属原子穿越界面过程所引起，原则上与驱动力的大小无关而仅取决于界面的结构与性质，激活自由能即属于这种情况。
前者对形核过程影响颇大，后者在晶体生长过程中则具有更重要的作用。
而整个液态金属的结晶过程就是金属原子在相变驱动力的驱使下，不断借助于起伏作用来克服能量障碍，并通过形核和生长方式而实现转变的过程。
3.形核：亚稳定的液态金属通过起伏作用在某些微观小区域内形成稳定存在的晶态小质点的过程称为形核。
形核条件：首先，系统必须处于亚稳态以提供相变驱动力；其次，需要通过起伏作用克服能障才能形成稳定存在的晶核并确保其进一步生长。
由于新相和界面相伴而生，因此界面自由能这一热力学能障就成为形核过程中的主要阻力。
根据构成能障的界面情况的不同，可能出现两种不同的形核方式：均质生核和非均质生核。
均质生核：在没有任何外来界面的均匀熔体中的生核过程。
非均质生核：在不均匀熔体中依靠外来杂质或型壁界面提供的衬底进行生核的过程。
8.固－液界面的微观结构从微观尺度考虑，固—液界面可划分为粗糙界面与平整界面，或非小平面界面及小平面界面。
粗糙界面（非小平面界面）：界面固相一侧的几个原子层点阵位置只有50%左右为固相原子所占据。
这几个原子层的粗糙区实际上就是液固之间的过渡区。
平整界面（小平面界面）：界面固相一侧的点阵几乎全部被固相原子占据，只留下少数空位；或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，从而从整体上看是平整光滑的。
对于不同的α值，对应不同的界面微观结构，称为Jackson判据。
当α≤2 时，界面的平衡结构应有 50%左右的点阵位置为固相原子所占据，因此粗糙界面是稳定的。
当α>2 时，界面的平衡结构或是只有少数点阵位置被占据，或是绝大部分位置被占据后而仅留下少量空位。
因此，这时平整界面是稳定的。
α越大，界面越平整。
绝大多数金属的熔化熵均小于2，在其结晶过程中，固－液界面是粗糙界面。
多数非金属和化合物的α值大于2，这类物质结晶时，其固－液界面为由基本完整的晶面所组成的平整界面。
铋、铟、锗、硅等亚金属的情况则介于两者之间，这类物质结晶时，其固—液界面往往具有混合结构。
9.界面的生长机理和生长速度1、连续生长机制——粗糙界面的生长。
较高的生长速度。
2、二维生核生长机制——完整平整界面的生长。
生长速度也比连续生长低。
3、从缺陷处生长机制——非完整界面的生长。
(1)螺旋位错生长；(2)旋转孪晶生长；反射孪晶生长。
生长速度比二维形核生长快，仍比连续生长慢。
10.溶质再分配和平衡分配系数单相合金的结晶过程一般是在一个固液两相共存的温度区间内完成的。
在区间内的任一点，共存两相都具有不同的成分。
因此结晶过程必然要导致界面处固、液两相成分的分离。
同时，由于界面处两相成分随着温度的降低而变化，故晶体生长与传质过程必然相伴而生。
这样，从生核开始直到凝固结束，在整个结晶过程中，固、液两相内部将不断进行着溶质元素重新分布的过程。
我们称此为合金结晶过程中溶质再分配。
衡固相中溶质浓度与平衡液相溶质浓度的比值称为平衡分配系数。
14.热过冷和成分过冷仅由熔体实际温度分布所决定的过冷状态称为热过冷。
由溶质再分配导致界面前方熔体成分及其凝固温度发生变化而引起的过冷称为成分过冷。
成分过冷判据：000m (1)L L C k G R D k -<- 2、孕育处理与变质处理孕育处理和变质处理都是在金属液中加入少量物质。
孕育处理主要是通过促进液体内部的形核，达到细化晶粒的目的。
变质处理主要通过改变晶体的生长方式，从而改变晶体的形貌和生长速度，达到细化晶粒的作用。
1）生核剂的确定孕育和变质作用的原理可归纳为以下三类：a) 外加晶核：在浇注时向金属液流中加入与欲细化相具有界面共格对应的高熔点物质或同类金属的碎粒，使之在液体中作为有效质点促进非自发生核。
b)加入生核剂：加入的物质本身不一定能作为晶核，但通过它们与液体金属中某些元素的相互作用，能产生晶核或有效质点，促进非自发生核。
这种生核剂可分为两类：一是少量元素能与液体中某元素（最好是细化相原子）组成较稳定的化合物，此化合物与欲细化相具有界面共格对应关系，就能促进非自发生核。
二是少量元素能在液体中造成很大的微区富集，迫使结晶相提前弥散析出。
c)采用强成分过冷元素：这些元素的特点是熔点低，能显著降低合金的液相线温度，在合金中固溶量很小(k ≤ 1)。
这类元素在晶体产生时，富集在相界面上，既能阻碍已有晶体生长，又能形成较大的成分过冷促进生核，同时又使晶体的分枝形成新的缩颈，易于熔断脱落，形成新的晶核。
．共晶合金的共生生长大多数共晶合金在一般情况下是按共生生长的方式进行结晶的。
结晶时，后析出相依附于领先相表面析出，形成具有两相共同生长界面的双相核心；然后依靠溶质原子在界面前沿两相间的横向扩散，互相不断地为相邻的另一相提供生长所需的组元而使两相彼此合作地一起向前生长，称为共生生长。
共生生长应该满足两个基本条件：其一是共晶两相应有相近的析出能力，并且后析出相易于在领先相的表面形核，从而形成具有共生界面的双相核心；其二是界面前沿溶质原子的横向扩散应能保证共晶两相的等速生长，使共生生长得以进行。
偏析1.概念在铸造条件下，获得化学成分完全均匀的铸件（铸锭）是十分困难的。
铸件（铸锭）中化学成分的不均匀的现象称为偏析。
偏析是铸件的主要缺陷之一。
微观偏析是指微小范围（约一个晶粒范围）内的化学成分不均匀现象，按位置不同可分为晶内偏析（枝晶偏析）和晶界偏析。
宏观偏析是指凝固断面上各部位的化学成分不均匀现象，按其表现形式可分为正常偏析、逆偏析、重力偏析等。
晶内偏析：是在一个晶粒内出现的成分不均匀现象，常产生于具有结晶温度范围、能够形成固溶体的合金中。
在合金凝固过程中，溶质元素和非金属夹杂物常富集于晶界，使晶界与晶内的化学成分出现差异，这种成分不均匀现象称为晶界偏析。
第六章铸件的收缩1.基本概念液态金属浇入铸型后，由于铸型的吸热，金属温度下降，空穴数量减少，原子间距离缩短，液态金属的体积减小，称为液态收缩。
温度继续下降时，液态金属凝固，发生由液态到固态的状态变化，原子间距离进一步缩短而发生的收缩，称为凝固收缩。
金属凝固完毕后，在固态下继续冷却时，原子间距离还要缩短而发生的收缩，称为固态收缩。
铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中，所发生的体积减小现象称为收缩。
因此，收缩是铸造合金本身的物理性质。
金属从液态到常温的体积改变量称为体收缩。
金属在固态时的线尺寸改变量，称为线收缩。
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。
容积大而集中的孔洞称为集中缩孔，或简称为缩孔；细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称为缩松。
线收缩开始温度：对于纯金属和共晶合金，线收缩是在金属完全凝固以后开始的。
对于具有一定结晶温度范围的合金，当液态金属的温度稍低于液相线温度时，便开始结晶，但是，由于枝晶还比较少，不能形成连续的骨架，仍为体收缩性质。
当温度继续下降，枝晶数量增多，彼此相连构成连续的骨架，合金则开始表现为线收缩，即线收缩不是从完全凝固以后才开始，而是在结晶温度范围中的某一温度开始。
铸件的顺序凝固原则，是采用各种措施保证铸件结构上各部分，按照远离冒口的部分最先凝固，然后是靠近冒口部分，最后才是冒口本身凝固的次序进行，亦即在铸件上远离冒口或浇口的部分到冒口或浇口之间建立一个递增的温度梯度，铸件按照顺序凝固原则进行凝固，能保证缩孔集中在冒口中，获得致密的铸件。
