第十一章凝固缺陷与控制 (2).pptVIP

图11-14 二元合金收缩过程示意图 a）合金相图 b）有一定结晶温度范围的合金 c）恒温凝固的合金 a） c） b） 成分/％ 体收缩率/％ 体收缩率/％ n m A B 温度/℃ 温度/℃ 温度/℃ T浇 II I III m n II I III 液态收缩 凝固收缩 固相收缩 * 第29页，共72页，编辑于2022年，星期一 * 第30页，共72页，编辑于2022年，星期一 金属从浇注温度冷却到室温所产生的体收缩为液态收缩、凝固收缩和固态收缩之和，即: εV总＝εV液＋εV凝＋εV固 其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因 。 * 第31页，共72页，编辑于2022年，星期一 二、缩孔与缩松的分类及特征 缩孔 缩松 * 第32页，共72页，编辑于2022年，星期一 a）明缩孔 b）凹角缩孔 c）芯面缩孔 d）内部缩孔 * 第33页，共72页，编辑于2022年，星期一 缩 孔 特 点 常出现于纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围较窄的以层状凝固方式凝固的铸造合金中； 多集中在铸件的上部和最后凝固的部位；铸件厚壁处、两壁相交处及内浇口附近等凝固较晚或凝固缓慢的部位（称为热节），也常出现缩孔； 缩孔尺寸较大，形状不规则，表面不光滑。 * 第34页，共72页，编辑于2022年，星期一 缩 松 的 特 点 缩松多出现于结晶温度范围较宽的合金中； 显微缩松一般出现在枝晶间和分枝之间； 常分布在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位； * 第35页，共72页，编辑于2022年，星期一 A B m n ？凝固 ？凝固 层状凝固 体积凝固 * 第36页，共72页，编辑于2022年，星期一 TL TL TS TS G G 体积凝固 层状凝固 树枝晶 胞状晶 缩松 缩孔 * 第37页，共72页，编辑于2022年，星期一 * 第38页，共72页，编辑于2022年，星期一 铸件热节处的缩孔与缩松 * 第39页，共72页，编辑于2022年，星期一 三、缩孔与缩松的形成机理 缩孔的形成 缩松的形成 * 第40页，共72页，编辑于2022年，星期一 缩 孔 的 形 成 机 理 纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围窄的合金，在一般铸造条件下按由表及里逐层凝固的方式凝固。由于金属或合金在冷却过程中发生的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，从而在铸件最后凝固的部位形成尺寸较大的集中缩孔。 * 第41页，共72页，编辑于2022年，星期一 铸件中缩孔形成过程示意图 * 第42页，共72页，编辑于2022年，星期一 缩松的形成 的形成机理 结晶温度范围较宽的合金，一般按照体积凝固的方式凝固，凝固区内的小晶体很容易发展成为发达的树枝晶。当固相达到一定数量形成晶体骨架时，尚未凝固的液态金属便被分割成一个个互不相通的小熔池。在随后的冷却过程中，小熔池内的液体将发生液态收缩和凝固收缩，已凝固的金属则发生固态收缩。由于熔池金属的液态收缩和凝固收缩之和大于其固态收缩，两者之差引起的细小孔洞又得不到外部液体的补充，便在相应部位形成了分散性的细小缩孔，即缩松。 * 第43页，共72页，编辑于2022年，星期一 四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施 （一）影响缩孔与缩松的因素 （二）防止铸件产生缩孔和缩松的途径 * 第44页，共72页，编辑于2022年，星期一 （一）影响缩孔与缩松的因素 金属的性质； 铸型的冷却能力； 浇注温度与浇注速度； 铸件尺寸； 补缩能力。 * 第45页，共72页，编辑于2022年，星期一 （二）防止铸件产生缩孔和缩松的途径 顺序凝固 同时凝固 使用冒口、补贴和冷铁 * 第46页，共72页，编辑于2022年，星期一 顺序凝固方式示意图 纵向温度分布曲线 距离 温度 冒口 浇口 * 第47页，共72页，编辑于2022年，星期一 同时凝固方式示意图 内浇道 III II I 距离 纵向温度分布曲线 温度 冷铁 * 第48页，共72页，编辑于2022年，星期一 §11-4 热裂纹 * 第49页，共72页，编辑于2022年，星期一 热裂纹 在应力与致脆因素的共同作用下，使材料的原子结合遭到破坏，在形成新界面时产生的缝隙称为裂纹。金属在加工和使用过程中，可能会出现各种裂纹，如热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。裂纹是可以引发灾难性事故的、危害最大的一类缺陷。 ? 一、热裂纹的分类及特征 1、凝固裂纹金属凝固结晶末期， 在固相线附近发生的晶间开裂现象， 称为凝固裂纹或结晶裂纹。其形成 与凝固