粗棒铸件属于体积凝固,当合金的结晶温度区间很宽,或因铸件截面温度梯度很小,铸件凝固时,其液固共存的凝固区很宽,甚至贯穿整个铸件截面。铸型中的合金从液态转变为固态的过程,称为铸件的凝固,或称结晶。铸件的凝固分为逐层凝固、中间凝固和体积凝固三种凝固方式。影响铸件凝固方式的主要因素是合金的结晶温度区间(取决于合金化学成分)和铸件的温度梯度(取决于合金冷却速度)。
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铸件的凝固方式主要有哪三种
铸件凝固方式可分为三种: 1.逐层凝固、2.体积凝固(糊状凝固)、3.中间凝固
1、属于逐层凝固的合金补缩性较好,不易产生热裂,易获得组织致密的铸件。属于逐层凝固的合金有灰铸铁、低碳钢、工业用铜、工业用铝、铝硅合金、铝铁青铜和某些结晶温度范围小的黄铜等。
2、属于体积凝固的合金有球墨铸铁,高碳钢、锡青铜、铝铜合金、铝镁合金、镁合金、铅青铜和某些黄铜等。
通常认为体积凝固的合金补缩性较差,易产生热裂,难以获得组织致密的铸件。
3、如果合金的结晶温度范围较窄,或铸件截面温差较大,铸件截面上凝固区域宽度介于逐层凝固和体积凝固之间时,则属于中间凝固方式。
属于中间凝固的合金有碳钢、高锰钢、白口铁、呈中间凝固方式的铸件其补缩性,热裂倾向和流动性都介于以上两种凝固方式之间。
铸件的凝固方式分为哪三种?
1.逐层凝固方式
逐层凝固方式如图所示,从图中可以看出,铸件温度梯度较大,而合金的结晶温度范围较窄,固液两相区的宽度较小,固相界面逐层向铸件中心推进。逐层凝固方式铸件组织致密,铸件质量好,但在最后凝固的位置会形成集中缩孔。可通过在铸件最后凝固部位设置冒口使缩孔产生在冒口中,从而消除铸件中的缩孔。纯金属、共晶合金等结晶温度范围窄的合金一般通过控制铸件温度场使铸件形成逐层凝固方式,并在最后凝固部位设置冒口清除铸件中的缩孔。
逐层凝固方式示意图
(1)体积凝固方式对结晶温度范围较宽的合金,如果铸件温度梯度较小,则在从铸件表面到中心的范围内几乎全部为液固两相区,即整个铸件体积内几乎同时结晶。体积凝固方式如图所示。
体积凝固方式示意图
宽结晶温度范围的合金在小的温度梯度下易形成体积凝固方式。体积凝固方式使铸件在整个体积内几乎同时结晶,许多同时凝固的最终部位因没有补缩金属液而形成分散的缩孔,使铸件的力学性能降低。对宽结晶温度范围的合金,可通过控制使铸件形成较大温度梯度,铸件以逐层凝固方式凝固消除缩孔,从而提高铸件质量。
(2)中间凝固方式一般情况下,以中间凝固方式凝固的合金具有一定的结晶温度范围,铸件温度梯度具有一定数值,铸件凝固过程中存在固相区、液相区和固液两相区,固液两相区的宽度并不是很大,如图所示。
中间凝固方式示意图
2.凝固时间计算
为保证冒口和冷铁具有合适的尺寸和正确的位置,并掌握合适的开箱时间,应对铸件的凝固时间进行估算。
实践表明,铸件的凝固时间与铸件的形状、铸型材料有关。对于平板铸件(厚度为D),铸件的凝固时间τ为τ=14J2D式中,K为铸件的凝固系数,可通过实验方法得到。几种合金在砂型中的凝固系数如表所示。
合金在砂型中的凝固系数K(M/S12)
对于除平板以外形状(圆柱、球等)的铸件,用铸件体积V与铸件表面积S的比值M=V/S来代替平板厚度,称M为铸件凝固模数或当量厚度,其凝固时间为τ=1K2VS()2=1K2M2此公式为“CHVORINOV”法则。此公式表明,只要铸件的模数相等,不管质量如何,凝固时间相近。
铸造性能的铸件的凝固与收缩
铸件的凝固方式:逐层凝固、中间凝固、糊状凝固。
铸件的凝固方式主要有哪三种
机械制造基础铸件的凝固方式有:
逐层凝固,糊状凝固,中间凝固
铸件的凝固方式有哪些?其主要的影响因素
铸件的凝固方法有很多种。铸件在凝固的过程中,其断面上一般分为三个区:1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式。
第一,中间凝固:大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。
第二,逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心。
第三,糊状凝固:合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化。
相关专家表示,影响铸件凝固方式的因素总结:
第一,铸件的温度梯度。合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小,凝固区愈宽。(内外温差大,冷却快,凝固区窄)。
第二,合金的结晶温度范围。范围小:凝固区窄,愈倾向于逐层凝固。如:砂型铸造,低碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固。
铸造缺陷修补剂是双组分、胶泥状、室温固化高分子树脂胶,以金属及合金为强化填充剂的聚合金属复合型冷焊修补材料。与金属具有较高的结合强度,并基本可保存颜色一致,具有耐磨抗蚀与耐老化的特性。固化后的材料具有较高的强度,无收缩,可进行各类机械加工。具有抗磨损、耐油、防水、耐各种化学腐蚀等优异性能,同时可耐高温120℃。
用途:
铸造缺陷修补剂是由多种合金材料和改性增韧耐热树脂进行复合得到的高性能聚合金属材料,适用于各种金属铸件的修补及缺陷大于2mm的各种铸件气孔、砂眼、麻坑、裂纹、磨损、腐蚀的修复与粘接。通用于对颜色要求不太严格的各种铸造缺陷的修复,具有较高的强度,并可与基材一起进行各类机械加工。
阐述铸造金属凝固的形式:同时凝固、顺序凝固、糊状凝固的特征及适合金属种类特征和工艺
顺序凝固:铸件的顺序凝固原则是采取各种措施,保证铸件各部分按照距离冒口的远近由远及近朝着冒口方向凝固,冒口本身最后凝固。铸件按照这一原则凝固时,可使缩孔集中在冒口中,获得致密的铸件。
带有冒口的板状铸件,采用顶注式浇注。由于金属液是从冒口浇入的,所以铸件纵断面中心线上的温度自远离冒口处向冒口方向依次递增。
在向着冒口张开的ϕ 角范围内,金属都处于液态,形成“楔形”补缩通道,ϕ 角越大,越有利于冒口的补缩如图所示。同时凝固条件下,扩张角ϕ 等于零,没有补缩通道,无法实现补缩。但是由于同时拉伸的应力及阶段。
1、弹性:εe=σe/E,指标σe,E。
2、刚性:△L=P·l/E·F抵抗弹性变形的能力强度。
3、强度:σs---屈服强度,σb---抗拉强度。
4、韧性:冲击吸收功A。
5、疲劳强度:交变负荷σ-1<σs。
6、硬度HR、HV、HB。
扩展资料:
凝固过程中液态金属的流动、单向凝固技术、快速凝固。与第一版相比,修订后的新书增加了数值模拟最新内容,以及液态金属结构、固-液界面非线性动力理论、快速凝固热力学和动力学等内容,反映了凝固理论和技术的发展。
富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。金属中延展性最好的是Au,导电好的依次是Ag、Cu、Al;金属可分为有色金属-黑色金属、重金属-轻金属等;一种音乐风格,通常被成为重金属
参考资料来源:百度百科-凝固金属
什么叫铸件的温度场,何谓凝固方式
铸件在浇注后的凝固过程中,其断面上一般存在固态区、凝固区和液态区三个区域,在固态区和液态区之间的区域被称为凝固区,其宽度大小决定了凝固方式的不同,宽度很窄时属逐层凝固方式,如纯金属;宽度很宽时属糊状凝固方式,如球墨铸铁,介于两者之间的属中间凝固方式,如白口铸铁等。
铸钢件常用的凝固原则是什么?
1.顺序凝固原则就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施,使铸件远离冒口的部位先凝固,然后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口本身凝固。
适用于必须补缩的场合,如铝青铜,铝硅合金和铸钢件等。 增设冷铁
2.铸件相邻各部位或铸件各处凝固开始及结束的时间相同或相近,甚至是同时完成凝固过程,无先后的差异及明显的方向性,称作同时凝固。
适用于收缩较小的普通灰铸铁和球墨铸铁。 消除热节 增设冷铁
关于铸造的几个填空题
1,常用的灰口铸铁有(灰铸铁(片状石墨) )、( 可锻铸铁(团絮状石墨))、( 球墨铸铁(球状石墨))和(蠕墨铸铁(蠕虫状石墨) )等
2,铸件凝固方式有(逐层凝固 )、( 中间凝固)和(糊状凝固 )
3,孕育处理是向铁液中加入( 孕育剂(也称变质剂)),改善铸铁组织和性能的工艺方法
4,可锻铸铁是将(白口铸坯 )经长时间高温度退火而得到的韧性较高的铸铁
5,影响液态合金充型能力的主要因素有(液态金属的流动性 ),( 浇注条件、铸型条件及铸件结构等)
6,铸件变形的规律是厚壁部分表面( ),薄壁部分表面( )
7,碳在铸铁中有两种存在方式( )和( )
8,铸造过程中一般是( 冷却较慢的厚壁)部分受拉应力,(冷却较快的薄壁 )部分受压应力
铸造生产最基本的工序是哪两个?2.铸件的凝固方式有哪三种
铸造生产过程是一个复杂的综合性工序的组合,它包括许多生产工序和环节,从金属材料及非金属材料的准备,到合金熔炼,造型,制芯,合型浇注,清理,铸件消除缺陷热处理以至获得合格的铸件,铸造生产过程包括下列主要工序:
1. 型砂和芯砂的制备 型砂的制备过程直接影响到型砂的质量,型砂的制备一般分为原材料的准备及检验和型砂的制备及质量控制
2. 造型 用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程称为造型。造型的方法种类很多,它取决于铸件的形状,大小,和技术要求 等。
3. 熔炼 通过加热使金属由固态转变为液体,并通过冶金反应去除金属液中的杂质,使其温度和成分达到规定要求的过程和操作成为熔炼。熔炼金属的设备种类较多,我们生产铸铁平台,机床铸件一般选用冲天炉。
4. 砂型烘干 对一些较大型或质量要求高的铸件一般采用干型浇注。例如大型铸铁平台,机床床身铸件,机床工作台,机床铸件等。
5. 浇注 将熔融金属从浇包注入铸型的操作称为浇注。
6. 清理 落砂后从铸件上清除表面粘砂,型砂和多余金属等的过程称为清理
7. 铸件热处理 将铸件加热到一定的温度范围,保温一段时间,再以规定的速度冷却到适当的温度,以获得预期的组织与性能的过程,叫铸件热处理。对铸件进行热处理的目的是为了消除铸件的铸造应力。比如铸铁平台,机床铸件,机床工作台都要经过热处理后才能进行加工。