金属的凝固 1、液态金属的结构与性质： 1)液态金属的结构：固态金属经加热变为熔融状态即得 液态金属，是由呈有序排列的游动原子集团组成，其结 构与原有固体结构相似，但热运动剧烈，温度越高，热 运动越剧烈，原子集团越小，游动越快。 2)液态金属的性质：具有粘度和表面张力。 2、液态金属的凝固：液态金属由液态转变为固态的过程， 包括形核和长大两个过程。得到的凝固组织（铸态晶粒 形态、大小、分布、缺陷等)取决于成分、冷却速度、 形核条件等
一、金属的凝固 1、液态金属的结构与性质： 1）液态金属的结构：固态金属经加热变为熔融状态即得 液态金属，是由呈有序排列的游动原子集团组成，其结 构与原有固体结构相似，但热运动剧烈，温度越高，热 运动越剧烈，原子集团越小，游动越快。 2）液态金属的性质：具有粘度和表面张力。 2、液态金属的凝固：液态金属由液态转变为固态的过程， 包括形核和长大两个过程。得到的凝固组织（铸态晶粒 形态、大小、分布、缺陷等）取决于成分、冷却速度、 形核条件等
3、铸件的凝固方式 在铸件凝固过程中，铸件断面上存在三个区域，即固相 区、凝固区和液相区；其中凝固区对铸件质量有较大影响， 俦件的凝固方式也可根据凝固区的宽窄来划分，如图2-1。 1)逐层凝固：纯 相线 金属或共晶成分的 合金的凝固，如图 相线 2-1a; 2)糊状凝固：结 成分 晶温度范围很宽的 表层 中心 表层 中心 表层中心 合金的凝固，如图 a) b) c) 2-1c; a)逐层凝固 b)中间凝固 c)糊状凝固 3)中间凝固：介于逐层凝固和糊 图2-1铸件的凝固方式 状凝固之间，大多数合金为此凝 固方式，如图2-1b所示
3、铸件的凝固方式 在铸件凝固过程中，铸件断面上存在三个区域，即固相 区、凝固区和液相区；其中凝固区对铸件质量有较大影响， 铸件的凝固方式也可根据凝固区的宽窄来划分，如图2-1。 a)逐层凝固 b)中间凝固 c)糊状凝固 图2-1 铸件的凝固方式 1）逐层凝固：纯 金属或共晶成分的 合金的凝固，如图 2-1a； 2）糊状凝固：结 晶温度范围很宽的 合金的凝固，如图 2-1c； 3）中间凝固：介于逐层凝固和糊 状凝固之间，大多数合金为此凝 固方式，如图2-1b所示
俦件质量与凝固方式有关，逐层凝固时，合金充型能 力强（流动性好），便于防治缩孔、缩松。而糊状凝固时， 充型能力差，易产生缩松。 影响铸件凝固方式的因素： 1)合金的结晶温度范围； 结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层 凝固。低碳钢，近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳 钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固
铸件质量与凝固方式有关，逐层凝固时，合金充型能 力强（流动性好），便于防治缩孔、缩松。而糊状凝固时， 充型能力差，易产生缩松。 4、影响铸件凝固方式的因素： 1）合金的结晶温度范围； 结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层 凝固。低碳钢，近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳 钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固
2)铸件的温度梯度。在合金的结晶温度范围已定时，若铸 件的温度梯度由小变大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝 固。如图2-2所示。 俦件温度梯度主要取决于： a)合金的性质。合金的凝固温 度越低、热导率越高、结晶潜 热越大，温度梯度越小，如多 数铝合金； b)铸型的蓄热能力越强，激冷 能力越强，温度梯度越大；如 表面 中心 金属型铸造易得致密组织。 图2-2温度梯度对凝固区域的影响 c)浇注温度越高，温度梯度减小
2）铸件的温度梯度。在合金的结晶温度范围已定时，若铸 件的温度梯度由小变大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝 固。如图2-2所示。 图2-2 温度梯度对凝固区域的影响 铸件温度梯度主要取决于： a)合金的性质。合金的凝固温 度越低、热导率越高、结晶潜 热越大，温度梯度越小，如多 数铝合金； b) 铸型的蓄热能力越强，激冷 能力越强，温度梯度越大；如 金属型铸造易得致密组织。 c) 浇注温度越高，温度梯度减小
金属与合金的铸造性能 铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力； 用充型能力、收缩性等来衡量。 (一)充型能力 充型能力：熔融金属或合金充满铸型型腔，获得形 状完整，轮廓清晰俦件的能力。主要影响因素有 0 浇口杯 1、金属或合金的流动性：流动 内浇道 王王王王王王王 性是熔融金属的流动能力，合金 试样凸台 的流动性用浇注流动性试样的方 试样铸件 法来衡量，一般采用如图2-3所 示的螺旋形试样，流动距离越长， 表明流动性越好。 图2-3螺旋形标准试样 上页 回
二、金属与合金的铸造性能 铸造性能是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力； 用充型能力、收缩性等来衡量。 （一）充型能力 充型能力：熔融金属或合金充满铸型型腔，获得形 状完整，轮廓清晰铸件的能力。主要影响因素有： 图2-3螺旋形标准试样 1、金属或合金的流动性：流动 性是熔融金属的流动能力，合金 的流动性用浇注流动性试样的方 法来衡量，一般采用如图2-3所 示的螺旋形试样，流动距离越长， 表明流动性越好