凝固缺陷控制.ppt

1 第十一章凝固缺陷與控制 2 11 3縮孔與縮松 3 冷卻 凝固 體積收縮 縮孔縮松應(yīng)力變形 熱裂紋冷裂紋 4 第三節(jié)縮孔與縮松 一 金屬的收縮二 縮孔與縮松的分類及特征三 縮孔與縮松的形成機(jī)理四 影響縮孔與縮松的因素及防止措施 5 液態(tài)收縮階段凝固收縮階段固態(tài)收縮階段 三個(gè)階段 一 金屬的收縮 6 圖11 14二元合金收縮過程示意圖a 合金相圖b 有一定結(jié)晶溫度范圍的合金c 恒溫凝固的合金 液態(tài)收縮 凝固收縮 固相收縮 7 8 金屬從澆注溫度冷卻到室溫所產(chǎn)生的體收縮為液態(tài)收縮 凝固收縮和固態(tài)收縮之和 即 V總 V液 V凝 V固其中 液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因 9 二 縮孔與縮松的分類及特征 縮孔縮松 10 a 明縮孔b 凹角縮孔c 芯面縮孔d 內(nèi)部縮孔 11 縮孔特點(diǎn) 常出現(xiàn)于純金屬 共晶成分合金和結(jié)晶溫度范圍較窄的以層狀凝固方式凝固的鑄造合金中 多集中在鑄件的上部和最后凝固的部位 鑄件厚壁處 兩壁相交處及內(nèi)澆口附近等凝固較晚或凝固緩慢的部位 稱為熱節(jié) 也常出現(xiàn)縮孔 縮孔尺寸較大 形狀不規(guī)則 表面不光滑 12 縮松的特點(diǎn) 縮松多出現(xiàn)于結(jié)晶溫度范圍較寬的合金中 顯微縮松一般出現(xiàn)在枝晶間和分枝之間 常分布在縮孔附近或鑄件厚壁的中心部位 13 A B m n 凝固 凝固 層狀凝固 體積凝固 14 TL TL TS TS G G 體積凝固 層狀凝固 樹枝晶 胞狀晶 縮松 縮孔 15 16 鑄件熱節(jié)處的縮孔與縮松 17 三 縮孔與縮松的形成機(jī)理 縮孔的形成縮松的形成 18 縮孔的形成機(jī)理 純金屬 共晶成分合金和結(jié)晶溫度范圍窄的合金 在一般鑄造條件下按由表及里逐層凝固的方式凝固 由于金屬或合金在冷卻過程中發(fā)生的液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮 從而在鑄件最后凝固的部位形成尺寸較大的集中縮孔 19 鑄件中縮孔形成過程示意圖 20 縮松的形成的形成機(jī)理 結(jié)晶溫度范圍較寬的合金 一般按照體積凝固的方式凝固 凝固區(qū)內(nèi)的小晶體很容易發(fā)展成為發(fā)達(dá)的樹枝晶 當(dāng)固相達(dá)到一定數(shù)量形成晶體骨架時(shí) 尚未凝固的液態(tài)金屬便被分割成一個(gè)個(gè)互不相通的小熔池 在隨后的冷卻過程中 小熔池內(nèi)的液體將發(fā)生液態(tài)收縮和凝固收縮 已凝固的金屬則發(fā)生固態(tài)收縮 由于熔池金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮之和大于其固態(tài)收縮 兩者之差引起的細(xì)小孔洞又得不到外部液體的補(bǔ)充 便在相應(yīng)部位形成了分散性的細(xì)小縮孔 即縮松 21 四 影響縮孔與縮松的因素及防止措施 一 影響縮孔與縮松的因素 二 防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的途徑 22 一 影響縮孔與縮松的因素 金屬的性質(zhì) 鑄型的冷卻能力 澆注溫度與澆注速度 鑄件尺寸 補(bǔ)縮能力 23 二 防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的途徑 順序凝固同時(shí)凝固使用冒口 補(bǔ)貼和冷鐵 24 順序凝固方式示意圖 25 同時(shí)凝固方式示意圖 距離 縱向溫度分布曲線 溫度 2