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实际生产中,合金管铸件凝固过程中,一般都是同时受到多种收缩阻力,其大小的确定比较困难。各种阻力对铸件形成并非都是有害的,有时合理利用阻力设计合金管铸造工艺反而能提高铸件质量,具体的实例在本书后面的铸造工艺设计中有阐述。影响合金管收缩的因素合金的收缩与其化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件有关。化学成分。碳钢随含碳量增加,凝固温度范围扩大,收缩量随之增大。灰口铸铁中C、Si为促进石墨化元素,当其含量增加或碳以石墨形态存在的可能性愈大,则收缩量减小,因石墨密度小,比容大,抵消了灰口铸铁的部分收缩,使其总的收缩量减小;而阻碍石墨化元素,会使收缩量增加,例如S。总之,不同的合金,化学成分不同,收缩率也不一样。几种铸造合金的收缩。 合金管浇注温度。浇注温度愈高,过热度愈大其液态收缩量增加,合金总的收缩率增大。
炼铁:将铁矿石或钢屑冶炼成铁水的过程。炼钢:从铁水中除去杂质以生产粗钢的过程。轧制:将粗钢加压成形为各种成品钢的过程。 缩松的形成过程。当液态合金充满型腔后,由于温度下降,紧靠型壁处首先结壳,且在内部存在较宽的液固两相共存区。温度继续下降,结壳加厚,两相共存区逐步推向中心,发达的树枝晶将中心部分的合金液分隔成许多独立的小液体区。这些独立的小液体区后趋于同时凝固,因得不到液态金属的补充而形成缩松。合金管铸件中还常会产生显微缩松。合金管显微缩松产生在晶间和分枝之间,与细小的析出性气孔很难区分,且经常是同时发生的,在显微镜下才能观察到。显微缩松在各种合金管铸件中或多或少都存在,它降低铸件的力学性能,对铸件的冲击韧性和延伸率影响更大,也降低铸件的气密性和物理化学性能,对于一般铸件往往不作为缺陷。
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综上所述,在合金管铸件中产生集中缩孔的基本原因,是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值,产生集中缩孔的条件,是铸件由表及里地逐层凝固(而不是整个体积同时凝固),缩孔就集中在后凝固的地方。但是,缩孔和缩松体积可以相互转化,造成转化的根本原因是凝固方式的改变:即糊状凝固还是逐层凝固。给出了影响缩孔合金管和缩松体积相互转化的因素。防止合金管铸件中产生缩孔和缩松的基本原则是,针对该合金的收缩和凝固特点制订正确的铸造工艺,使合金管铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件,尽可能地使缩松转化为缩孔,并使缩孔出现在铸件后凝固的地方。这样,在铸件后凝固的地方安置一定尺寸的冒口,使缩孔集中于冒口中,或者把浇口开在后凝固的地方直接补缩,即可获得健全的铸件。使铸件在凝固过程中建立良好的补缩条件,主要是通过控制铸件的凝固方向使之符合顺序凝固原则或同时凝固原则。实践证明,只要能使铸件实现顺序凝固,尽管合金的收缩较大,也可获得没有缩孔的致密铸件。
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