金属成型工艺理论 合金的铸造性能

     铸造时金属成型工艺中比较常见的一种加工工艺，它主要是将液态的金属浇注到铸型空腔中，以获得所要求的毛坯或者零件，它的基本特点是液态成型。合金在铸造的过程中所表现出来的工艺性能被称作合金的铸造性能。铸造性能是为了保证铸件质量的主要因素，也是衡量铸造合金的指标之一。

    1、合金的流动性

    流动性是指熔融合金的流动能力，它是主要影响充型能力的因素之一。合金的流动性好，充型能力就会变强，易于获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件，不容易产生浇注不足、冷隔等缺陷；金属业中的非金属夹渣和气泡易于上浮排除，不易产生夹渣和气孔；流动性好的合金能很好地补充铸件凝固产生的收缩，不容易产生缩孔和缩松。

    2、合金的收缩性

    （1）合金的收缩性

    铸件在凝固以及冷却的过程中，其体积以及尺寸的减少被称作是收缩。收缩有两个类型，体积缩小是体收缩，尺寸的减小被叫做线收缩。铸造合金的收缩包括液态收缩、凝固收缩以及固态收缩三个阶段。

    从浇注温度到凝固开始温度之间的收缩是液态收缩；从凝固开始温度到凝固终了温度的收缩为凝固收缩；从凝固终了温度冷气到室温的收缩为固态收缩。合金的液态收缩和凝固收缩使铸件产生体收缩，合金的固态收缩使铸件产生线收缩。合金的收缩能使铸件产生缩孔、缩松、变形甚至裂纹等缺陷。

    （2）缩孔、缩松

    铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，致使铸件最后凝固出出现孔洞，这种孔洞成为缩孔。缩孔又被分为缩孔和缩松，它们的区别在于一个是集中的一个是分散的。缩孔和缩松不仅可以减小铸件受力的有效面积而且在缩孔的部位易产生应力集中，使铸件力学性能显著降低。缩松严重时会影响气密性。

    碳钢的体收缩和线收缩都较大。会扣铸铁凝固时析出石墨所产生的体积膨胀抵消了部分凝固收缩，因而体收缩较小。浇注温度高，合金的收缩大，而铸型、型芯以及逐渐结构对收缩的阻碍会减小收缩量。

    3、合金的吸气性

    所谓合金的吸气性就是金属液吸收气体的能力。液态的金属对于某些气体又一定的溶解能力。凝固时溶解度急剧下降，气体大量析出。析出的气体形成气泡，当气泡浮出受阻不能排出，则在铸件中形成气孔。气孔会导致局部出现应力，这就是材料断裂的裂纹源，不但影响了铸件的强度和气密性，而且对于疲劳强度和韧性也会有所降低。

    4、合金的偏析

    铸件中的化学成分不均匀的现象被人们叫做偏析。偏析会造成铸件性能的不均匀，严重影响铸件的质量，在生产中最常见的三种偏析主要有：晶内偏析、比重偏析和区域偏析。

    对于以上介绍的三种偏析，晶内偏析可以用扩散退火消除，常采用搅拌和加大冷却速度的方法加以防止；比重偏析除采用搅拌均匀成分外，还可以采用冒口的方法转移高偏析去。