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1、金属的收缩1 金属的收金属的收缩缩v一、收缩的根本概念：一、收缩的根本概念：v金属在液态、凝固态和固态的冷却过程中，所金属在液态、凝固态和固态的冷却过程中，所发生的体积减小的景象称为收缩。发生的体积减小的景象称为收缩。v收缩是铸造金属本身的物理性质，也是重要的收缩是铸造金属本身的物理性质，也是重要的铸造性能之一，是引起铸件中缩孔、缩松、应铸造性能之一，是引起铸件中缩孔、缩松、应力、变形、热裂和冷裂等缺陷的根本缘由。力、变形、热裂和冷裂等缺陷的根本缘由。v金属从液态到常温的体积改动量称为体收缩。金属从液态到常温的体积改动量称为体收缩。液态收缩液态收缩凝固收缩凝固收缩铸件体积变化体积铸件体积变化体
2、积收缩率收缩率缩松、缩孔缩松、缩孔固态收缩固态收缩铸件外形尺寸的变化铸件外形尺寸的变化线收缩率线收缩率应力、变形和裂纹应力、变形和裂纹液态金属从浇注温度冷却到常温要阅液态金属从浇注温度冷却到常温要阅历三个阶段，液态收缩阶段、凝固收历三个阶段，液态收缩阶段、凝固收缩阶段和固态收缩阶段。缩阶段和固态收缩阶段。金属的收金属的收金属的收金属的收缩缩mnv金属收金属收缩缩的三个的三个阶阶段：段： v 液液态态收收缩缩液液态态金属从金属从浇浇注温注温度度T浇浇冷却到液相冷却到液相线线温度温度TL产产生的体生的体收收缩缩 体体积积改改动动量量 。在此。在此阶阶段，液体段，液体金属不金属不发发生形状和生形状和
3、组织变组织变化，收化，收缩缩由由温度下降引起温度下降引起 仅仅表表现为现为型腔内金属液型腔内金属液面的降低面的降低 。其大小可用液。其大小可用液态态收收缩缩率表率表示：示：的要素： 浇注温度 合金成分 合金成分、温度、气体和夹杂物含量 是液态收缩率，其影响要素主要是，浇注温度、合金成分等。 影响 凝固收凝固收缩缩v金属从液相线冷却到固相线所产生的收缩。v 1对于纯金属和共晶合金，凝固期间的体收缩只是由于形状的改动，而与温度无关，所以具有一定的数值。v2具有一定结晶温度范围的合金由液态转变为固态时，形状的改动和温度的降低都引起收缩。v3某些合金如Bi-Sb在凝固过程中，其凝固体积收缩率为负值。
4、固固态态收收缩缩固态收缩率：线收缩率：金属的线收缩是铸件产生应力、变形和裂纹的根本缘由。 冷却阶段的相变也会引起收缩率的变化金属在固相线已下发生的体收缩,其表现方式为三维尺寸的同时减少。 线收缩的开场温度线收缩的开场温度v对于纯金属和共晶合金的线收缩是在金属构成凝固壳开场的。v对于具有一定结晶温度范围的合金，随着枝晶数量增多，彼此相连构成延续的骨架，那么开场线收缩。合金的线收缩开场温度与成分的关系 线收缩与形状图的关系线收缩与形状图的关系共晶型合金 b)固溶体合金 c)有限固溶体合金 a)共晶型合金 合金的线收缩与成分的关系 金属从浇注温度冷却到室温产生的体收缩v影响金属收缩的要素影响金属收缩
5、的要素v1合金化学成分：合金化学成分： 不同的化学成分的合金，其不同的化学成分的合金，其收缩率不同。收缩率不同。v2浇注温度：浇注温度： 合金的浇注温度越高，过热度越合金的浇注温度越高，过热度越大，液态收缩量也越大，故总收缩量添加。大，液态收缩量也越大，故总收缩量添加。v3铸件的实践收缩率还受铸件的构造、尺寸、铸铸件的实践收缩率还受铸件的构造、尺寸、铸型和铸芯的性质、浇注系统等要素的影响。铸件的型和铸芯的性质、浇注系统等要素的影响。铸件的受阻收缩总是小于其自在收缩受阻收缩总是小于其自在收缩v二、铸钢的收缩：二、铸钢的收缩：v 纯铁和碳钢的收纯铁和碳钢的收缩过程曲线比容缩过程曲线比容的变化的变化
6、碳钢的比容与温度和含碳量的关系1.液态收缩：液态收缩：含碳量添加1%，添加20% 钢液温度每下降100，=1.51.75% ：=0.41.6/钢液每降100：0.41.6=0.41.6%：随含碳量添加，随浇注温度添加，而添加。2.凝固收缩：凝固收缩： 包括形状改动和温度降低两部分。 3.固态收缩：固态收缩：分为以下三个阶段： 1.)珠光体转变前收缩：从凝固终了到相变前的温度范围，2.)共析转变期的膨胀：相变时，体积，3.)珠光体转变后收缩：转变终了到室温， 碳钢的总收缩为液态、凝固态和固态收缩之和。 三、铸铁的收缩：三、铸铁的收缩：v1.液态收缩：液态收缩：v对共晶铸铁：对共晶铸铁：为碳质量分
7、数铸铁的收缩过程曲线1-白口铸铁2-灰口铸铁2.凝固收缩：凝固收缩：v1对亚共晶白口铁：凝固体收缩率：因形状改动的体收缩。平均值为3%：凝固温度范围内的体收缩系数。平均值为2对石墨铸铁灰口、蠕墨和球墨v一次收缩、石墨化膨胀、二次收缩v表灰铸铁的自实作用自补缩作用v3.固态收缩v缩前膨胀，珠光体前收缩：对铸件的热裂倾向性有重要影响。v珠光体收缩、共析膨胀、珠光体后收缩：对铸件产生应力、变形、冷裂有影响。珠光体前收缩 共析转变膨胀 珠光体后收缩 自在线收缩率v铸件为简单的直杆，不受收缩阻力时的线收缩率称为自在线收缩率 自在收缩和受阻收缩实例铸钢a 自在收缩； b、c、d受阻收缩铸件的收缩：铸件的收缩：v以上讲的收缩，只思索了金属本身的成分、温度和相变的影响。而实践铸件在收缩时，要遭到外界阻力的影响。自在收缩：铸件在铸型中收缩仅遭到金属外表与铸型 外表之间的摩擦阻力时，为自在收缩。受阻收缩：铸件在铸型中的收缩还遭到其它阻力时。 铸件在铸型中收缩时遭到的阻力为以下几种：v1铸型外表的摩擦力：与铸件分量、铸型外表的平滑程度有关。v2热阻力：各部分的收缩彼此制约产生阻力而不能自在收缩时。-与铸件构造有关。v3机械阻力：当铸件由于本身构造的特点，如具有突出部分或内腔部分有型芯，在收缩时便会遭到铸型和型芯的阻力，而不能自在收缩。The end！
