材料成形工艺基础.ppt

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1、材料成形工艺基础,绪 论,铸 造,一、金属凝固原理,凝固（结晶）形核和长大影响铸件组织的因素：（1）原始炉料（2）冷却速度（3）孕育处理铸件的凝固方式：逐层凝固；糊状凝固；中间凝固,二、金属与合金的铸造性能,1、定义：合金在铸造成形的整个工艺过程中，获得外形正确、内部健全铸件的性能2、衡量因素：充型能力、收缩性（1）合金的充型能力影响因素：内部条件：金属的流动能力螺旋形流动性试样外部条件：铸型条件、浇注条件、铸件结构,螺旋形流动性试样,（2）合金的收缩(A)定义：从液态到常温下，体积和尺寸缩小的现象(B)表示方法：体收缩率v、线收缩率l,二、金属与合金的铸造性能,（2）合金的收缩(C)收缩的三

2、个阶段：液态收缩：从浇注温度到液相线温度 体收缩凝固收缩：从液相线到固相线温度 体收缩固态收缩：固相线温度到室温 线收缩(d)影响收缩的因素：合金收缩性(成分、温度、组织转变）、浇注条件、铸型结构、铸件结构、外界阻力,二、金属与合金的铸造性能,三、铸造性能对铸件质量的影响,1.缩孔定义：铸件凝固结束后在某些部位出现的大而集中的孔洞形成原因：液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩形成条件:(1)金属恒温或很窄范围内结晶(2)逐层凝固方式,缩孔的形成过程,2.缩松定义：铸件凝固后在某些部位出现的细小而分散的 孔洞形成原因：液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩形成条件:(1)金属很宽范围内结晶(2)糊状凝固方

3、式,三、铸造性能对铸件质量的影响,3.缩松和缩孔的防止（1）基本原则使缩松转化为缩孔顺序凝固安置冒口（2）工艺措施合理确定内浇口位置及浇注工艺合理应用冒口、冷铁等工艺措施,三、铸造性能对铸件质量的影响,4.铸造应力（1）定义：铸件在冷却凝固过程中，各部分体积变化不一致，彼此制约形成内应力（2）分类：临时应力、残留应力（3）形成原因热应力：铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时间内铸件各部分收缩不一致引起-残留应力机械阻碍应力：铸件冷却到弹性状态后，受到机械阻碍产生应力，拉应力-临时应力,三、铸造性能对铸件质量的影响,4.铸造应力(4)减小和消除铸造应力的方法尽量选择弹性模量和收缩系数

4、小的合金材料减小砂型的紧实度，或在型芯、型砂内加入木屑、焦炭末等附加物合理设置内浇口和冒口使铸件各部分温度分布均匀尽量避免阻碍收缩的结构去应力退火,三、铸造性能对铸件质量的影响,5.铸件的热裂（1）出现时期：出现在凝固末期高温下（2）形成原因：凝固方式：宽凝固温度范围、糊状凝固凝固受到阻碍（3）防止措施结构合理，壁厚均匀减少收缩阻力减少有害元素,三、铸造性能对铸件质量的影响,铸件的变形铸件的冷裂低温下的裂纹,三、铸造性能对铸件质量的影响,6.铸件的冷裂和变形,7.气孔和金属夹杂物（1）气孔1）危害减少铸件的有效截面积；产生局部应力集中；降低铸件的强度和塑性；弥散性气孔使铸件组织疏松，降低铸件的气密性2）防止气孔的方法减少金属液的原始含气量；熔炼时使金属液与气体隔开；除气处理；提高冷却速度或增加外压,三、铸造性能对铸件质量的影响,7.气孔和金属夹杂物（2）非金属夹杂物1）危害降低疲劳强度；冲击韧性下降；降低合金的铸造性能：降低流动性、热裂纹、微观缩孔和气缩孔2）防止非金属夹杂物的工艺措施控制易氧化元素含量；加入溶剂吸收或捕捉杂物；真空或保护气体下浇注；冲型平稳；型砂配方,三、铸造性能对铸件质量的影响,缩松的形成过程,