鑄造性能
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鑄造性能是中國科技名詞。
世界上最古老的四大文字系統,一是5500年前兩河流域蘇米爾人創造的楔形文字[1],二是5000多年前尼羅河流域古埃及人創造的聖書字[2],三是3300年前中國殷商時期的甲骨文,四是1500年前起源於中美洲的瑪雅文字。其它文字都早已消亡,只有中國文字的發展未曾斷裂,從商代一直傳承至今,漢字是世界上現存最古老的文字,這是我們中華民族寶貴的文化遺產。
目錄
名詞解釋
鑄造性能,主要指的是合金的鑄造性能,而合金的鑄造性能主要是指合金的流動性能和收縮性能等。鑄件的結構,如果不能滿足合金鑄造性能的要求,則可能產生澆不足、冷隔、縮松、氣孔、裂紋和變形等缺陷。
金屬流動性
液體金屬材料充滿鑄型型腔,獲得輪廓清晰、形狀完整的優質鑄件的能力,稱為液體合金的流動性。流動性主要受化學成分、澆注溫度以及鑄型等因素影響,流動性好的材料容易充滿型腔,從而獲得外形完整、尺寸精確和輪廓清晰的鑄件。
金屬的流動性可用螺旋線長度來測定,圖2為螺旋形試樣。將金屬液澆注入螺旋形鑄型中,在相 同的鑄造條件下,獲得的螺旋線越長,表明金屬液的流動性越好。
影響流動性的因素主要是合金的種類與化學成分以及澆注工藝條件。
1、合金的種類與化學成分
不同種類的合金具有不同的流動性,根據流動性試驗測得的螺旋線長度可知,常用鑄造合金中,灰鑄鐵的流動性較好,硅黃銅、鋁硅合金次之,而鑄鋼的流動性較差。
同類合金中,化學成分不同,合金的結晶特點不同,其流動性也不一樣。一般合金的結晶是在一個溫度區問內完成,結晶時先形成的初晶會阻礙金屬液的流動;而共晶合金是在恆溫下結晶,無初品形成,對金屬液的阻力較小,另外共晶合金的熔點低,在同樣的澆注溫度下,共晶合金結晶前有足夠的時間充滿鑄型的型腔,所以共晶合金的鑄造性能優良。合金的成分越遠離共晶點,結晶溫度範圍越寬,其流動性越差。因此在滿足使用性能的前提下,鑄造合金應儘量選用共晶合金或接近共品成分的合金。
2、澆注工藝條件
提高澆注溫度可改善金屬的流動性。澆注溫度越高,金屬保持液態的時間越長,其黏度也越小,所以流動性也就越好。因此適當提高澆注溫度是改善流動性的工藝措施之一。另外鑄型材料的導熱性、鑄型內腔的形狀和尺寸等因素劃』流動性也有影響。
收縮性
鑄造合金從液態凝同和冷卻至室溫過程中,其體積和尺寸減少的現象稱為收縮性。包括液態收縮、凝固收縮、固態收縮三個階段。液態收縮是金屬液由於溫度的降低而發生的體積縮減。凝固收縮是金屬液凝固(液態轉變為同態)階段的體積縮減。液態收縮和凝固收縮表現為合金體積的縮減,通常稱為「體收縮」。固態收縮是金屬在固態下由於溫度的降低而發生的體積縮減,固態收縮雖然也導致體積的縮減,但通常用鑄件的尺寸縮減量來表示,故稱為「線收縮」。
鑄件收縮不僅影響尺寸,還會使鑄件產生縮孔、疏鬆、內應力、變形和開裂等缺陷,故鑄造用材料的收縮率越小越好。收縮直接影響鑄件的質量。液態收縮和凝固收縮若得不到補足,會使鑄件產生縮孔和縮松缺陷,固態收縮若受到阻礙會產生鑄造內應力,導致鑄件變形開裂。
1、縮孔和縮松
縮孔是由於金屬的液態收縮和凝固收縮部分得不到補足時,在鑄件的最後凝固處出現的較大的集中孔洞。縮松是分散在鑄件內的細小的縮孔。縮孔和縮松都能使鑄件的力學性能下降,縮松還能使鑄件在氣密性試驗和水壓試驗時出現滲漏現象。生產中可通過在鑄件的厚壁處設置冒口的工藝措施,使縮孔轉移至最後凝固的冒口處,從而獲得完整的鑄件。冒口是多餘部分,切除後便獲得完整、緻密的鑄件;也可以通過合理地設計鑄件結構,避免鑄件局部金屬積聚,來預防縮孔的產生。
2、變形與開裂
鑄件在凝固後繼續冷卻過程中,若固態收縮受到阻礙就會產生鑄造內應力,當內應力達到一定數值時,鑄件便產生變形甚至開裂。鑄造內應力主要包括收縮時的機械應力和熱應力兩種,機械應力是由鑄型、型芯等外力的阻礙收縮引起的內應力;熱應力是鑄件在冷卻和凝固過程中,由於不同部位的不均衡收縮引起的內應力。
生產中為減小鑄造內應力,經常從改進鑄件結構和優化鑄造工藝入手,如鑄件的壁厚應均勻,或合理地設置冷鐵等工藝措施,使鑄件各部位冷卻均勻,同時凝固,從而減小熱應力;鑄件的結構儘量簡單、對稱,這樣可減小金屬的收縮受阻,從而減小機械應力。
影響收縮率的因素分內部和外部條件。
參考文獻
- ↑ 楔形文字發現後,明明300年沒人能看懂,後來為何突然被破譯了?,搜狐,2022-10-03
- ↑ 啥是丁頭字?聖書字?腓尼基創造了世界最早的字母?還是西奈體?,搜狐,2017-11-21