1、材料成形工藝基礎第1頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四緒 論工程材料毛 坯機械（切削）加工零 件機械產品鑄造鍛造焊接粉末冶金預先熱處理最終熱處理熱處理裝配（退火、正火）（淬火、回火）毛坯成形方法第2頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四鑄 造第3頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四一、金屬凝固原理凝固（結晶）形核和長大影響鑄件組織的因素：（1）原始爐料（2）冷卻速度（3）孕育處理鑄件的凝固方式：逐層凝固；糊狀凝固；中間凝固第4頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四鑄件的凝固方式 逐層凝固 中間凝固 糊狀凝固第5頁，共

2、22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四二、金屬與合金的鑄造性能1、定義：合金在鑄造成形的整個工藝過程中，獲得外形正確、內部健全鑄件的性能2、衡量因素：充型能力、收縮性（1）合金的充型能力影響因素：內部條件：金屬的流動能力螺旋形流動性試樣外部條件：鑄型條件、澆注條件、鑄件結構第6頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四螺旋形流動性試樣第7頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四（2）合金的收縮(A)定義：從液態到常溫下，體積和尺寸縮小的現象(B)表示方法：體收縮率v 、線收縮率l二、金屬與合金的鑄造性能第8頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16

3、分，星期四縮孔縮松應力、變形、裂紋（2）合金的收縮(C) 收縮的三個階段：液態收縮：從澆注溫度到液相線溫度 體收縮凝固收縮：從液相線到固相線溫度 體收縮固態收縮：固相線溫度到室溫 線收縮(d)影響收縮的因素：合金收縮性(成分、溫度、組織轉變）、澆注條件、鑄型結構、鑄件結構、外界阻力二、金屬與合金的鑄造性能第9頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四三、鑄造性能對鑄件質量的影響1.縮孔定義：鑄件凝固結束后在某些部位出現的大而集中的孔洞形成原因：液態收縮和凝固收縮遠大于固態收縮形成條件:(1)金屬恒溫或很窄范圍內結晶 (2)逐層凝固方式第10頁，共22頁，2022年，5月20日，4

4、點16分，星期四縮孔的形成過程第11頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四2.縮松定義：鑄件凝固后在某些部位出現的細小而分散的 孔洞形成原因：液態收縮和凝固收縮遠大于固態收縮形成條件:(1)金屬很寬范圍內結晶 (2)糊狀凝固方式三、鑄造性能對鑄件質量的影響第12頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四3.縮松和縮孔的防止（1）基本原則使縮松轉化為縮孔順序凝固安置冒口（2）工藝措施合理確定內澆口位置及澆注工藝合理應用冒口、冷鐵等工藝措施三、鑄造性能對鑄件質量的影響第13頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四第14頁，共22頁，2022年，5月2

5、0日，4點16分，星期四4.鑄造應力（1）定義：鑄件在冷卻凝固過程中，各部分體積變化不一致，彼此制約形成內應力（2）分類：臨時應力、殘留應力（3）形成原因熱應力：鑄件壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致在同一時間內鑄件各部分收縮不一致引起-殘留應力機械阻礙應力：鑄件冷卻到彈性狀態后，受到機械阻礙產生應力，拉應力-臨時應力三、鑄造性能對鑄件質量的影響第15頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四第16頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四4.鑄造應力(4)減小和消除鑄造應力的方法盡量選擇彈性模量和收縮系數小的合金材料減小砂型的緊實度，或在型芯、型砂內加入木屑、焦

6、炭末等附加物合理設置內澆口和冒口使鑄件各部分溫度分布均勻盡量避免阻礙收縮的結構去應力退火三、鑄造性能對鑄件質量的影響第17頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四5.鑄件的熱裂（1）出現時期：出現在凝固末期高溫下（2）形成原因：凝固方式：寬凝固溫度范圍、糊狀凝固凝固受到阻礙（3）防止措施結構合理，壁厚均勻減少收縮阻力減少有害元素三、鑄造性能對鑄件質量的影響第18頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四鑄件的變形鑄件的冷裂低溫下的裂紋三、鑄造性能對鑄件質量的影響6.鑄件的冷裂和變形第19頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四7.氣孔和金屬夾雜物（1）氣孔1）危害減少鑄件的有效截面積；產生局部應力集中；降低鑄件的強度和塑性；彌散性氣孔使鑄件組織疏松，降低鑄件的氣密性2）防止氣孔的方法減少金屬液的原始含氣量；熔煉時使金屬液與氣體隔開；除氣處理；提高冷卻速度或增加外壓三、鑄造性能對鑄件質量的影響第20頁，共22頁，2022年，5月20日，4點16分，星期四7.氣孔和金屬夾雜物（2）非金屬夾雜物1）危害降低疲勞強度；沖擊韌性下降；降低合金的鑄造性能：降低流動性、熱裂紋、微觀縮孔和氣縮孔2）防止非金屬夾雜物的工藝措施控制易氧化元素含量；加入溶劑吸收或