鑄造性

鑄造性（又叫可鑄性）指金屬材料能用鑄造的方法獲得合格鑄件的性能。金屬材料的鑄造性能主要由鑄造時金屬的流動性、收縮特點、偏析傾向等來綜合評定。

基本介紹

• 中文名：鑄造性
• 外文名：castability
• 別稱：可鑄性
• 對象：金屬材料
• 主要內容：流動性、收縮性、偏析等
• 學科：鑄造學術語

流動性

液態金屬充填鑄型的能力。流動性越好，越易於得到形狀輪廓清晰、壁薄的鑄件，不易產生冷隔、澆不足等鑄造缺陷，並對防止其他類缺陷(如：縮孔、夾渣、氣孔等)的產蘭 生也較為有利。在設計鑄件的結構形狀和輪廓尺寸時，尤其在確定鑄件壁厚時要充分考慮金屬材質的流動性。

影響流動性的主要因素是金屬的結晶特性(凝固溫度範圍、初晶形狀)，通常金屬的凝固溫度範圍越大，初晶越易為發達的樹枝狀晶，表現出流動性差，反之則較好。例如：在相同鑄型及澆注條件下，在皿共晶鑄鐵中，共晶成分鑄鐵流動性最好，而碳含量越低者凝固溫度範圍越寬，初生奧氏體枝晶發達，流動性越差。金屬的化學成分將影響金屬的結晶特性和物理性質，因而對流動性的影響也很大。此外，流動性還與鑄造過程中的其他工藝條件有關，如澆注溫度和澆注壓力、鑄型的熱導率及鑄件複雜程度等。在已定金屬成分的情況下，可通過調整這些工藝條件達到改善流動性的目的。

收縮性

鑄造合金在冷卻凝固過程中體積和尺寸減小的現象稱為收縮。合金從澆注溫度冷卻至常溫的收縮共分為三個階段。由澆注溫度至凝固溫度期間的收縮稱為液態收縮，凝固溫度範圍內的收縮稱為凝固收縮，從凝固終了溫度冷卻至常溫階段的收縮稱為固態收縮。液態和凝固收縮通常以體收縮表示，其收縮值大小對鑄件產生縮孔和縮鬆起決定性影響，而固態收縮通常以線收縮表示，又稱為收縮率，它對鑄件的尺寸精度，變形和鑄件殘留應力及冷裂紋的形成起主要作用。

不同化學成分的合金所表現出的收縮傾向不同，如普通碳素鋼的體收縮值為10%～14.5%，線收縮率為2%。而灰鑄鐵的體收縮率為5%～8%，線收縮率約為1%。合金的收縮特性除與化學成分有關外，還主要與鑄件的結構形狀，澆注溫度與澆注速度，冷卻方式等工藝條件有關。因此，設計者在選擇零件的合金時，要充分考慮它的收縮特性，優先選用收縮傾向小的合金。在設計鑄件結構時，也要避免採用厚大截面，或局部凸厚或熱節集中的結構，以減少縮孔縮松等鑄造缺陷的產生。

鑄件的收縮率可根據合金種類、成分、鑄件結構尺寸等參數決定。

偏析性

鑄件凝固後，在截面上各個部分及晶粒內部往往出現化學成分不均勻的現象稱為偏析，可分為晶內偏析、區域偏析和比重偏析三種類型，後二者為巨觀偏析，使鑄件的各部分性能不一致，嚴重影響鑄件質量，往往使鑄件報廢。

偏析的產生主要與合金的化學成分有關。不同化學成分的合金其結晶溫度範圍不同，範圍越寬越容易產生區域偏析。此外，偏析傾向還與冷卻凝固速度和凝固時所受壓力等工藝因素有關。設計者在確定鑄件材質時應認真考慮材質的偏析特性，若必須採用易產生偏析的合金時，則應在鑄件斷面結構設計和選擇鑄造方法時充分注意，採取措施減少偏析的產生。

吸氣性

合金由固態變為液態時會吸收氣體，而由液態轉變為固態時又會析出氣體，此氣體存留在鑄件中將引起氣孔、夾渣等缺陷，氣體元素即使以原子態存在於鑄件中，也會使鑄件的力學性能，尤其是韌性指標下降。

合金吸氣性的強弱主要與合金的化學成分有關，如鑄鋼比鑄鐵更易吸收氧等。此外，同一種合金其吸氣性還因冷卻速度，凝固時所受壓力等工藝因素不同而有差異，因而在設計對耐壓抗滲漏有較高要求的鑄件時應慎重選擇合金並確定相應的工藝措施。

熱裂傾向及鑄造應力和變形

合金在高溫時產生的裂紋稱為熱裂，而在低溫或常溫時因鑄造應力過大而產生的裂紋稱為冷裂。熱裂和冷裂均由合金收縮所引起，熱裂是凝固收縮引起，而冷裂主要由固態收縮產生的鑄造應力而導致。不同種類合金其產生熱裂的傾向不同，如高鉻鉬合金鋼熱裂傾向大，而普通灰鑄鐵幾乎無熱裂傾向。不同化學成分的合金在同等鑄造條件下所產生的鑄造應力也不同。如相同結構的鑄件比較，鑄鋼件中殘留鑄造應力大於球鐵件，後者又大於普通灰鐵件。此外，鑄件的變形及鑄造應力大小與鑄件結構和鑄造條件密切相關，因而在設計鑄件結構時應儘量採用均勻壁厚，並使其在鑄造時能同時冷卻，以減少鑄造應力。

壁厚敏感性

鑄件隨壁厚不同而引起力學性能各異的現象，當鑄型和澆注條件確定後鑄件壁厚是影響鑄件冷卻速度的重要因素。由於冷速的不同而得到不同的金屬組織，從而導致不同的力學性能。這是所有鑄造合金的通性，但因合金類別不同，有的合金對壁厚差異特別敏感，有的則敏感性較差。如鑄鐵的壁厚敏感性大於鑄鋼。因而在進行鑄件設計時，應注意合金的這一特點，以減小由此引起的鑄件性能下降