第二部分熔炼与铸锭课件.ppt

1、第二部分第二部分 铸铸 造造 在铸锭凝固过程中，对铸锭质量影响较大的主要在铸锭凝固过程中，对铸锭质量影响较大的主要是固液两相并存的凝固区的宽窄。是固液两相并存的凝固区的宽窄。锭锭。纯金属和共晶成分的合纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不存在固液金在凝固中因为不存在固液两相并存的凝固区，所以固两相并存的凝固区，所以固体与液体分界面清晰可见，体与液体分界面清晰可见，一直向铸件中心移动。一直向铸件中心移动。铸件在结晶过程中，当结铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽，且铸件截面晶温度范围很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则不存在上的温度梯度较小，则不存在固相层，固液两相共存的凝固固相层，固液两相共存的

2、凝固区贯穿整个区域。区贯穿整个区域。大多数合金的凝固是介于逐大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固。间凝固。一般认为：铸模的冷却能力越大，越有利于在结晶一般认为：铸模的冷却能力越大，越有利于在结晶过程中保持较大的温度梯度，从而利于柱状晶区的发展。过程中保持较大的温度梯度，从而利于柱状晶区的发展。柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是在两种位向交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂。在两种位向交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂。因此，钢铁或镍合金（塑形较差）应避免柱状晶的出因此，钢铁或镍合金

3、（塑形较差）应避免柱状晶的出现；而有色金属，有时要求获得柱状晶。现；而有色金属，有时要求获得柱状晶。收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。程中，其体积或尺寸缩减的现象。分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩。铸锭温度降低铸锭温度降低浇注温浇注温度度室温室温凝固终止温度凝固终止温度开始凝固温度开始凝固温度液态收缩液态收缩凝固收缩凝固收缩固态收缩固态收缩 体积收缩体积收缩线收线收缩缩是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。是指单位长度上的收缩量（线收缩率）

4、。是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。%100110VVVV%100110LLLL 其中其中 V V0 0，L L0 0表示铸件在高温表示铸件在高温T T0 0时的体积和一维方向的长度；时的体积和一维方向的长度；V V1 1，L L1 1表示铸件在高温表示铸件在高温T T1 1时的体积和一维方向的长度。时的体积和一维方向的长度。三三 铸锭缺陷铸锭缺陷缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。先凝固区域堵先凝固区域堵住液体流动的住液体流动的通道，后凝固通道，后

5、凝固区域收缩所缩区域收缩所缩减的容积得不减的容积得不到补充。到补充。疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸锭疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸锭的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。当合金的结晶温度范围很宽或铸锭断面温当合金的结晶温度范围很宽或铸锭断面温度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收

6、缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松即缩松。另外，疏松还可能由凝固时被截留在铸锭内的气体无另外，疏松还可能由凝固时被截留在铸锭内的气体无法排除所致。不过，疏松内表面应该是光滑，近似球状。法排除所致。不过，疏松内表面应该是光滑，近似球状。采取顺序凝固的办法避免缩孔、疏松的出现。采取顺序凝固的办法避免缩孔、疏松的出现。安装冒口或放置冷铁等工艺措施，使铸件上远安装冒口或放置冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固离冒口的部位先凝固（图中（图中），尔后在靠近，尔后在靠近冒口的部位凝固冒口的部位凝固（图中（图中、），最后是冒口，最后是冒口本身凝固。本身凝固。

7、是指通过在铸件上可能出现疏松的后大部位是指通过在铸件上可能出现疏松的后大部位 在铸锭的固态收缩阶段会引起铸造应力。在铸锭的固态收缩阶段会引起铸造应力。铸造应力铸造应力相变应力相变应力热应力热应力机械应力机械应力四四 连续铸造：连续铸造：如右图所示。如右图所示。1 1、冷却速度快，组织致密，、冷却速度快，组织致密，机械性能好；机械性能好；2 2、工艺简单，生产效率高；、工艺简单，生产效率高；3 3、适于横截面一定的钢材、适于横截面一定的钢材、铝材和铸铁管等铸件的生产。铝材和铸铁管等铸件的生产。1.激冷层（表面细晶区）2.柱状晶区3.中心等轴晶区1.激冷层（表面细晶区）2.柱状晶区3.中心等轴晶区弱面AlMg合金没有变质处理晶粒AlMg合金经过变质处理晶粒