合金的凝固方式与铸件质量有什么关系?
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。
扩展资料:
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。
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。
参考资料来源:百度百科——合金
1. 顺序凝固:铸件的顺序凝固原则是采取各种措施,保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固,冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时,可使缩孔集中在冒口中,获得致密的铸件。带有冒口的板状铸件,采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的,所以铸件纵断面中心线上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。在向着冒口张开的ϕ 角范围内,金属都处于液态,形成“楔形”补缩通道,ϕ 角越大,越有利于冒口的补缩如图所示。同时凝固条件下,扩张角ϕ 等于零,没有补缩通道,无法实现补缩。合金的流动性好,铸件质量较好。
2. 同时凝固:采取工艺措施保证铸件各部分之间没有温差或温差尽量小,使各部分同时凝固,凝固时铸件温差小,不容易产生热裂,凝固后不易引起应力和变形,因此常在以下情况下采用。
(1)碳硅含量高的灰铸铁,其体收缩较小甚至不收缩,合金本身不易产生缩孔和缩松。
(2)结晶温度范围大,容易产生缩松的合金(如锡青铜),对气密性要求不高时,可采用这一原则,以简化工艺。
(3)壁厚均匀的铸件,尤其是均匀薄壁铸件,倾向于同时凝固,消除缩松困难,应采用同时凝固原则。
(4)球墨铸铁件利用石墨化膨胀进行自补缩时, 必须采用同时凝固原则。
(5)某些适合采用顺序凝固原则的铸件,当热裂、变形成为主要矛盾时,可采用同时凝固原则。
合金的流动性和铸件质量比顺序凝固好。
3. 糊状凝固:在整个铸件开始结晶,始终存在液固混合物,呈糊状, 如同水泥充型能力差,结构不紧密、机械性能不好。如球墨铸铁、锡青铜、铝铜合金,倾向糊状凝,合金的流动性差,铸件性能也差一点。
1、对于影响流动性的合金,需要提高浇注温度和型壳温度,同样的条件下,更容易产生缩松趋势。如果不提高温度,对于薄壁件,可能产生浇注不足缺陷。另外对表面光洁度也会有一定影响。
2、对于容易产生热裂趋向的合金,生产某些结构的铸件,容易特别部位产生热裂倾向。