2.铸造应力、变形和裂纹 在铸件的凝固以及以后的冷却过程中,随温度的不断降低,收缩 不断发生,如果这种收缩受到阻碍,就会在铸件内产生应力,引 起变形或开裂,这种缺陷的产生,将严重影响铸件的质量。 (1)铸造应力的产生 铸造应力按其产生的原因可分为三种 a)热应力铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于不均衡的收 缩而引起的应力 b)固态相变应力铸件由于固态相变,各部分体积发生不均衡变 化而引起的应力 c)收缩应力铸件在固态收缩时,因受到铸型、型芯、浇冒口 箱挡等外力的阻碍而产生的应力。 铸件铸出后存在于铸件不同部位的内应力称为残留应力。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 2. 铸造应力、变形和裂纹 在铸件的凝固以及以后的冷却过程中，随温度的不断降低，收缩 不断发生，如果这种收缩受到阻碍，就会在铸件内产生应力，引 起变形或开裂，这种缺陷的产生，将严重影响铸件的质量。 （1） 铸造应力的产生 铸造应力按其产生的原因可分为三种： a）热应力 铸件在凝固和冷却过程中，不同部位由于不均衡的收 缩而引起的应力。 b）固态相变应力 铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变 化而引起的应力。 c）收缩应力 铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、 箱挡等外力的阻碍而产生的应力。 铸件铸出后存在于铸件不同部位的内应力称为残留应力
(2)铸造应力的防止和消除措施 a)采用同时凝固的原则同时凝固是指通过设置冷铁、布置浇口位置 等工艺措施,使铸件温差尽量变小,基本实现铸件各部分在同一时间 凝固。如图9-9所示。 b)提高铸型温度 c)改善铸型和型芯的退让性 d)进行去应力退火 冷铁 图9-9同时凝固原则 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 （2）铸造应力的防止和消除措施 a）采用同时凝固的原则 同时凝固是指通过设置冷铁、布置浇口位置 等工艺措施，使铸件温差尽量变小，基本实现铸件各部分在同一时间 凝固。如图9-9所示。 b）提高铸型温度 c）改善铸型和型芯的退让性 d）进行去应力退火 图9-9 同时凝固原则
(3)铸件的变形和防止 铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及随后的切削 加工变形。防止铸件变形有以下几种方法: a)采用反变形法可在模样上做出与铸件变形量相等而方 向相反的预变形量来抵消铸件的变形,此种方法称为反变 形法。 b)进行去应力退火铸件机加工之前应先进行去应力退火, 以稳定铸件尺寸,降低切削加工变形程度 c)设置工艺肋为了防止铸件的铸态变形,可在容易变形 的部位设置工艺肋。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 （3）铸件的变形和防止 铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及随后的切削 加工变形。防止铸件变形有以下几种方法： a) 采用反变形法 可在模样上做出与铸件变形量相等而方 向相反的预变形量来抵消铸件的变形，此种方法称为反变 形法。 b) 进行去应力退火 铸件机加工之前应先进行去应力退火， 以稳定铸件尺寸，降低切削加工变形程度。 c) 设置工艺肋 为了防止铸件的铸态变形，可在容易变形 的部位设置工艺肋
(4)铸件的裂纹及防止 a)铸件裂纹的分类及其形貌 铸件一般有热裂和冷裂两种开裂方式。当固态合金的线收缩受到 阻碍,产生的应力若超过该温度下合金的强度,即产生热裂;而 冷裂是铸件处于弹性状态时,铸造应力超过合金的强度极限而产 生的。热裂裂纹一般沿晶界产生和发展,其外形曲折短小,裂纹 缝内表面呈氧化色;冷裂裂纹常常是穿晶断裂,裂纹细小,外形 呈连续直线状或圆滑曲线状,裂纹缝内干净,有时呈轻微氧化色。 b)铸件裂纹的防止 为有效地防止铸件裂纹的发生,应尽可能采取措施减小铸造应力; 同时金属在熔炼过程中,应严格控制有可能扩大金属凝固温度范 围元素的加入量及钢铁中的硫、磷含量。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 （4）铸件的裂纹及防止 a) 铸件裂纹的分类及其形貌 铸件一般有热裂和冷裂两种开裂方式。当固态合金的线收缩受到 阻碍，产生的应力若超过该温度下合金的强度，即产生热裂；而 冷裂是铸件处于弹性状态时，铸造应力超过合金的强度极限而产 生的。热裂裂纹一般沿晶界产生和发展，其外形曲折短小，裂纹 缝内表面呈氧化色；冷裂裂纹常常是穿晶断裂，裂纹细小，外形 呈连续直线状或圆滑曲线状，裂纹缝内干净，有时呈轻微氧化色。 b）铸件裂纹的防止 为有效地防止铸件裂纹的发生，应尽可能采取措施减小铸造应力； 同时金属在熔炼过程中，应严格控制有可能扩大金属凝固温度范 围元素的加入量及钢铁中的硫、磷含量
三、铸造合金的偏析和吸气性 1.偏析 铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。铸件的偏析可分为晶内偏 析、区域偏析和体积质量偏析三类。 (1)晶内偏析(又称枝晶偏析)是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现 象,这种偏析出现在具有一定凝固温度范围的合金铸件中。为防止和减 少晶内偏析的产生,在生产中常采取缓慢冷却或孕育处理的方法。 (2)区域偏析是指铸件截面的整体上化学成分和组织的不均匀。避免区 域偏析的发生,主要应该采取预防措施,如控制浇注温度不要太高 采取快速冷却使偏析来不及发生,或采取工艺措施造成铸件断面较低的 温度梯度,使表层和中心部分接近同时凝固 (3)比重偏析铸件上、下部分化学成分不均匀的现象称为比重偏析 为防止比重偏析,在浇注时应充分搅拌金属液或加速合金液的冷却, 使液相和固相来不及分离,凝固即告结束。 工程材料与热加工基础—程晓宇
工程材料与热加工基础——程晓宇 1.偏析 铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。铸件的偏析可分为晶内偏 析、区域偏析和体积质量偏析三类。 (1)晶内偏析（又称枝晶偏析）是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现 象，这种偏析出现在具有一定凝固温度范围的合金铸件中。为防止和减 少晶内偏析的产生，在生产中常采取缓慢冷却或孕育处理的方法。 (2)区域偏析是指铸件截面的整体上化学成分和组织的不均匀。避免区 域偏析的发生，主要应该采取预防措施，如控制浇注温度不要太高， 采取快速冷却使偏析来不及发生，或采取工艺措施造成铸件断面较低的 温度梯度，使表层和中心部分接近同时凝固。 (3)比重偏析 铸件上、下部分化学成分不均匀的现象称为比重偏析。 为防止 比重偏析，在浇注时应充分搅拌金属液或加速合金液的冷却， 使液相和固相来不及分离，凝固即告结束。 三、铸造合金的偏析和吸气性