鑄造合金收縮是鑄件中許多缺陷，如縮孔、縮松、熱裂、應力、變形和裂紋等產生的基本原因，是合金的重要鑄造性能之一，對鑄件質量有著很大的影響。
基本介紹
- 中文名：鑄造合金收縮性
- 外文名：Shrinkage of cast allo
- 產生結果：縮孔和縮松、鑄造應力等
- 影響因素：化學成分、澆鑄條件等
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簡介
鑄件在凝固和冷卻過程中，體積和尺寸減小的現象稱為收縮。金屬從澆注溫度冷卻到室溫要經歷液態收縮、凝固收縮和固態收縮三個收縮階段。在液態收縮和凝固收縮階段鑄件易產生縮孔、縮松缺陷。這兩個階段的收縮量通常用體收縮率來表示。固態收縮階段只引起鑄件外部尺寸變化，使鑄件易產生內應力、變形和裂紋等缺陷。其收縮量用線收縮率表示。
本質
當溫度下降液態合金由液態轉變為固態時，因為金屬原子由近程有序逐漸轉變為遠程有序，以及空穴的減少或消失，一般都會發生體積減小。液態合金凝固後，隨溫度的繼續下降，原子間的距離還要縮短，體積也進一步減小。鑄造合金在液態、凝固態和固態冷卻的過程中，由於溫度的降低而發生的體積減小現象，稱為鑄造合金的收縮性。它是鑄造合金本身的物理性質。
影響合金收縮的因素
1、化學成分：不同的鑄造合金有不同的收縮率。在常用合金中，鑄鋼收縮率最大，灰口鑄鐵最小。矽元素促進收縮率減小，硫使收縮率增大。
2、澆注條件：澆注溫度越高，合金過熱度就越大，則液態收縮量也增大。曉注速度很慢或明冒口中不斷補澆高溫合金液，使鑄件液態和凝固收縮及時得到補償，鑄件總體積收縮減小，縮孔容積也減小。
3、鑄型條件和鑄件結構：鑄型材料對鑄件冷卻速度影響很大。濕型比干型的冷卻能力大，使凝固區域變窄，縮松減少。金屬型冷卻能力更大，故縮松更顯蓍減少。
受阻收縮
合金在鑄型中不是自由收縮，而是受阻收縮。受阻的原因一方面是由於鑄型和型芯對合金收縮的機械阻力；另一方面是由於鑄件結構各部分冷卻速度不同，相互制約而對收縮產生阻力。因此，鑄件的實際線收縮率比合金的自由線收縮率小。
縮孔和縮松
鑄造應力
鑄件在凝固後繼續冷卻至室溫產生固態收縮，當收縮受到阻礙而產生的內應力稱為鑄造應力。它是鑄件產生變形和裂紋等缺陷的主要原因，鑄造應力可分為機械應力和熱應力兩種。
機械應力
鑄件在固態收縮時，受到鑄型或型芯等的機械阻礙而產生的內應力稱為機械應力， 也稱收縮應力，如圖所示。機械應力是暫時的，鑄件從鑄型中取出之後便可自行消除。但在鑄型中機械應力與熱應力同時作用，應力瞬間超過鑄件的強度極限時，鑄件將產生裂紋。在工藝上增加鑄型的退讓性可鹼小鑄件的機械應力。
機械應力
機械應力熱應力
由於鑄件壁厚不均勻，造成各部分冷卻速度不同，在同一時期內鑄件各部分收縮不一致而產生的應力稱為熱應力。
