铸造基础知识总结.docx
《铸造基础知识总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铸造基础知识总结.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
铸造基础知识总结
铸造——将液体金属浇注到具有与零件形状相应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得铸件的方法。
作为一种成型工艺，熔铸的基本优点在于液态金属的抗剪应力很小，易于成型。
优点：
1、原材料来源广，价格低廉，如废钢、废件、切屑等；生产成本低，与其它成形工艺相比，铸造具有明显的优势。
2、铸造是金属液态成形，因此可生产形状十分复杂，尤其是具有复杂内腔的各种尺寸规格的毛坯或零件。
3、铸件的形状尺寸与零件非常接近，减少了切削量，属于无切削加工；
4、铸件的大小、重量及生产批量不受限制，可生产多种金属或合金的产品，比较灵活。
5、应用广泛，农业机械中40%~70%、机床中70%~80%的重量都是铸件。
缺点：
1、铸件的力学性能不如相同化学成分的锻件好
2、铸件质量不够稳定，工序多，影响因素复杂，工艺过程较难控制。
3、制品中有各种缺陷与不足。
微观组织随位置变化，化学成分随位置变化。
如铸件内部常存在气孔、缩孔、缩松、夹杂、砂眼和裂纹等缺陷。
4、尺寸精度较低。
5、铸造生产的劳动条件较差。
砂型铸造中，单件、小批量生产，工人劳动强度大
砂型铸造——是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。
主要工序为：
制作模样及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化与浇注，铸件的清理与检查等。
简述砂型铸造的基本工艺过程。
（1）造型：
用型砂及模样等工艺设备制造铸型。
通常分为手工造型和机器造型。
造芯、涂料、开设浇注系统、合型。
（2）熔炼与浇注
熔炼：
使金属由固态转变为熔融状态。
浇注：
将熔融金属从浇包注入铸型。
（3）落砂与清理
落砂：
用手工或机械使铸件与型砂、砂箱分开。
清理：
落砂后在铸件上清理表面粘砂、型砂、表面金属等。
金属型铸造——将液态金属浇入金属材料制成的铸型中以获得铸件的方法。
优点：
1、尺寸精度高，表面质量好，机械加工余量小;
2、金属型导热性好，冷却速度快，铸件晶粒细小，力学性能好;
3、一型多铸，生产效率高，易于机械化或自动化;
4、节省造型材料，环境污染小，劳动条件好。
缺点：
1、金属型不透气、无退让性、导热快，易产生气孔、应力、浇不足、冷隔、裂纹、白口等缺陷；
2、金属型制造成本高；
3、不宜生产大型、形状复杂、薄壁铸件。
4、受金属型材料熔点的限制，熔点高的合金不适宜用金属型铸造。
金属型铸造工艺措施：
1、预热金属型，减缓铸型冷却速度
2、表面喷涂防粘沙耐火涂料，以减缓铸件的冷却速度，防止金属液直接冲刷铸型
3、控制开型时间，停留时间过长，由于金属型无退让性，易引起过大的铸造应力而导致铸件开裂。
4、加强金属型的排气
金属型铸造：
主要用于大批量生产的有色金属铸件。
如：
铝活塞、轴瓦、轴套等。
压力铸造——将液态或半液态的金属利用高压（从几十到几百大气压）作用，使其以高速（冲型的初始速度可达0.5~70m∕s）注入压铸模的型腔，并在压力下快速冷却凝固而得到铸件。
高压高速
优点：
1、压铸件尺寸精度高，表面质量好，可直接使用，互换性好；
2、可以压铸薄壁、形状复杂以及具有直径很小的孔和螺纹的铸件；
3、压铸件的强度和表面硬度很高。
压力下结晶，冷速快，铸件表层晶粒细密；
4、生产率高，可实现半自动化及自动化生产。
缺点：
1、气体难以排除，压铸件易产生皮下气孔，不能进行热处理，不宜在高温下工作；
2、金属液凝固快，厚壁处来不及补缩，易产生缩孔和缩松；
3、设备投资大，铸型造价高、制造周期长，不宜小批量生产。
为什么压力铸造生产的铸件不安排大余量的机械加工和热处理？
答：
由于压力铸造是液态金属高速充型，液流会包裹住大量空气，最后以气孔的形式留在压铸件中。
因此，压铸件不能进行大余量的机械加工，以免气体暴露，削弱铸件的使用性能。
有气孔的压铸件也不能进行热处理，因为在高温时，气孔内气体膨胀会使铸件表面鼓泡甚至开裂。
压力铸造：
主要用于铝、铜、镁、锌等合金铸件。
由于产品的品质和力学性能好，广泛用于机械、航空、仪表及小五金行业。
低压铸造：
浇注时液体金属在较低压力作用下（20-60Pa），由下而上的填充铸型型腔，并在压力下结晶形成铸件。
介于一般重力铸造和压力铸造之间的一种铸造方法。
特点：
1、金属液充型平稳，充型速度可根据需要调节；在压力下充型流动性增加，有利于获得轮廓清晰的铸件；由上而下充型金属液洁净，夹杂和气孔少，铸件合格率高。
2、在压力下凝固，可得到充分补缩，铸件致密，力学性能好。
3、浇铸系统简单，可减去或省去冒口，工艺出品率高
4、对合金的牌号适应广泛
5、易于实现机械化和自动化，与压铸相比，工艺简单，制作方便，投资少，占地少。
低压铸造的工作原理与压铸有何不同？
低压铸造的压力较低，为20到60Pa，并且是液体金属在压力作用下由下而上充填型腔以形成铸件。
低压铸造浇注压力和速度可以调节，充型平稳，对铸型的冲刷力小，避免卷入气体，工件的质量高。
且在压力下成型，铸件组织致密。
压铸具有高压、高速的特点。
压力通常为30到70MPa，充型时间通常为0.01到0.2s。
充型速度快，因此压铸件皮下易产生气孔。
而且厚壁处来不及补缩，压铸件易产生缩孔和缩松。
熔模铸造——用易熔材料（如石蜡）制成模样，在模样上分层粘敷由细到粗不同粒度的耐火材料后，进行烘干硬化、脱蜡、烧结，再进行浇注、清理，即可获得尺寸精度高、表面粗糙度低的铸件的铸造方法。
也称失蜡法铸造。
是近净成形、近终成形加工的重要方法之一。
工艺过程：
制造蜡模、结壳、熔化蜡模、焙烧型壳、浇注、脱壳和清理。
特点：
1、由于铸型精密，没有分型面，型腔表面光洁，故铸件精度高、表面质量好，可实现少切削，无切削加工；
2、可制造形状复杂铸件，薄壁铸件；
3、铸造合金种类不受限制，用于高熔点和难切削合金；
4、生产批量不受限制
5、工序复杂，生产周期长，生产成本高，铸件重量不能太大
应用：
各种金属都可用，主要用于铸钢及难切削合金的铸件。
如：
刀具、叶片、仪表零件等。
离心铸造，是指将熔融金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力作用下充填铸型并凝固成型的一种铸造方法。
优点（与砂型铸造相比）：
1、金属液在离心力作用下充型和凝固，铸件的凝固从外向内进行，不仅易于补缩，而且使气体，夹渣聚集在内表面便于消除。
所以铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔和夹渣等缺陷，机械性能好。
2、由于离心力的作用，金属液的充型能力好，可以浇注流动性差的合金和壁薄的铸件。
3、生产中空铸件时可不用型芯，简化套筒和管类铸件的生产过程。
4、生产中几乎没有浇铸系统和冒口系统的金属消耗，能提高工艺出品率。
5、便于铸造“双金属”铸件，如制造铜套挂衬滑动轴承，既可达到滑动轴承的使用要求，又可节约较贵的滑动轴承合金材料。
缺点：
1、对合金成分不能互溶或凝固初期析出物的密度与金属液基体相差较大时，易形成比重偏析
2、铸件内孔表面较粗糙，聚有熔渣，尺寸不易正确控制
3、用于生产异形铸件时有一定限制
熔炼的基本任务：
把某种配比的金属炉料投入熔炉中，经过加热和熔化得到熔体，再对熔化的熔体进行适当的液态处理，得到合乎要求的合金熔体。
所谓合格的合金熔体是指化学成分合格、熔体洁净、温度适当。
铸造的基本任务：
把熔炼好的金属液体倾注到预制的铸型中，待金属凝固成形后，再从该铸型中取出金属制品即可获得铸件。
液体金属的结构：
长程无序——不具备平移、对称性；短程有序——相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团，液体结构表现出局域范围的有序性。
与固体的差别：
具有明显的流动性质，是液体区别于固体的显著特点。
而且液体不能够象固体那样承受剪切应力，但是可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状。
1.固体金属熔化成液体，大多数情况下体积增加３-６％即原子间的平均距离仅增加１-２％；而若变成气体，则其体积将膨胀达几千倍。
2.金属的熔化潜热一般也只有蒸发潜热的３-７％。
3.金属熔化时的熵变值大约只有蒸发熵变的十分之一
铸造的主要缺陷及防止
1、缺肉
缺肉将导致铸件局部加工不起来，造成零件壁厚不均，甚至影响配合或密封。
造成缺肉的原因有许多因素，如工人在清理过程中，打磨量过大；组芯时型芯下偏；模具尺寸超差等。
2、砂眼
砂眼是在铸件内部或表面冲塞着型砂的孔洞类缺陷。
主要由于型砂或芯砂强度低；型腔内散砂未吹尽；铸型被破坏；铸件结构不合理等原因产生的。
防止砂眼的方法是：
提高型砂强度；合理设计铸件结构；增加紧实度。
3、气孔
气孔是气体在金属液结壳之前未及时逸，在铸件内生成的孔洞类缺陷。
气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。
铸件中产生气孔后，将会减少其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件地抗冲击性和抗疲劳性。
气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。
另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
产生原因一般是金属液除气不良；另一方面是铸型或型芯发气侵入金属液造成的。
防止气孔产生的有效方法是：
降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口；对铸型或型芯进行烘烤，减少其发气量。
4、粘砂
铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。
粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命。
（例如铸齿表面有粘砂时容易损坏，泵或发动机等机器零件中若有粘砂，则影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动，并会沾污和磨损整个机器。
）
防止粘砂的方法是：
在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
5、夹砂
夹砂是在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。
铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。
防止夹砂的方法是：
避免大的平面结构。
6、胀砂
浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。
为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力
7、铸件表面褶皱
常在精铸件中发现，铸件表面起伏不平，并没有一定的规则，面积较大。
产生原因为型壳面层强度不好剥落造成，对零件的使用基本没有影响，只是外观质量不好。
在铸件的尺寸公差范围内可以通过打磨等方式加以改善。
8、缩裂
产生原因主要在于合金液凝固过程中产生体积变化时受阻碍而引起。
可以采取以下措施：
1加大铸件上产生缩裂部位的圆角
2铸件的缩力共分部位用砂芯，必要地方开冒口
3降低浇注温度
4实现顺序凝固
5降低含铁量和含锌量
6注意开型取位时间。
9、浇不足与冷隔
液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。
浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。
防止：
1适当调整增厚铸件壁厚尺寸
2更改浇道形式及浇注位置
3提高金属型温度和浇注温度
4清理金属型上的排气塞或增加排气道
5增加金属型涂料厚度
10、偏析
铸造偏析就是液态合金在铸型中凝固以后，铸件断面上各个部分及晶粒与晶界之间存在化学成分的不均匀现象。
它有三种类型：
即晶内偏析、区域偏析和比重偏析。
晶内偏析，又叫树枝晶偏析。
其特征是在一个晶粒范围内，晶内和晶界处的化学成分不一致，熔点高的组元往往多分布于晶内，而熔点低的组元则往往多分布于晶界。
区域偏析是指在铸件的整个断面上，各部位的成分不一致的现象。
主要因合金进行选择凝固所引起。
比重偏析，由于合金中组元比重的不同所引起的偏析，叫比重偏析。
防止：
1正确控制合金化学成份
2改进铸件设计
3合金熔化浇注前仔细均匀搅拌
4化学成份与机械性能不合格
影响铸造合金铸造性能的主要因素：
1、合金的化学成分；
2、浇注温度；
3、铸型工艺及铸件结构。
既然提高浇注温度可提高液态合金的充型能力，但为什么又要防止浇注温度过高？
浇注温度过高，铸件凝固过程的体积收缩大，金属液的吸气量增多，氧化严重，容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷，金属液易与铸型材料发生反应。
故在保证充型能力足够的前提下，应选择相对较低的浇注温度。
1.何谓合金的充型能力？
影响充型能力的主要因素有哪些？
答：
液态合金充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。
因素：
（1）合金的流动性；
（2）铸型的充型条件；（3）浇注条件；（4）铸件结构等。
2、合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷？
影响合金流动性的因素有哪些？
设计铸件时，如何考虑保证合金的流动性?
答：
合金流动性是指液态合金本身的流动能力。
合金流动性不好时，容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷。
因素：
合金的成分、温度、物理性质、难熔质点和气体等。
设计铸件时，应从以下几个方面考虑保证合金的流动性:
（1）从合金流动性的角度考虑，在铸造生产中，应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金。
（2）液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小，合金的流动性越好。
（3）液态合金的浇注温度必须合理。
液态合金流动性好，易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。
3.合金的充型能力不好时，易产生哪些缺陷？
设计铸件时应如何考虑充型能力？
答：
合金的充型能力不好时
（1）在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；
（2）容易造成铸件尺寸不精确，轮廓不清晰；（3）流动性不好，金属液得不到及时补充，易产生缩孔和缩松缺陷。
设计铸件时应考虑每种合金所允许的最小铸出壁厚，铸件的结构尽量均匀对称。
以保证合金的充型能力。
4.为什么对薄壁铸件和流动性较差的合金，要采用高温快速浇注？
答：
适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性，提高充型能力，因为浇注温度高，浇注速度快，液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强。
因此对薄壁铸件和流动性较差的合金，可适当提高浇注温度和浇注速度以防浇注不足和冷隔
5、什么是铸造合金的收缩性？
有哪些因素影响铸件的收缩性？
答：
合金的收缩：
液态合金从浇注温度逐渐冷却、凝固、再到室温的过程中伴随有体积和尺寸的缩小，这种现象称为合金的收缩。
合金收缩的种类：
液态收缩——合金从浇铸温度至液相线的收缩。
凝固收缩——合金从液相线到固相线间的收缩。
它对铸件的形状和尺寸精度影响较大。
固态收缩——合金从固相线温度至室温时的收缩。
铸造收缩是造成铸件裂纹、变形、缩孔或缩松的基本原因。
6.缩孔和缩松产生原因是什么？
如何防止？
答：
主要原因是液态收缩和凝固态收缩所致。
缩孔缩松产生原因：
铸件设计不合理，壁厚不均匀；浇口、冒口开设的位置不对或冒口太小；浇注铁水温度太高或铁水成分不对，收缩率大等。
防止措施：
（1）浇道要短而粗；
（2）采用定向凝固原则；（3）铸造压力要大；（4）铸造时间要适当的延长；（5）合理确定铸件的浇注位置、内浇口位置及浇注工艺。
7.什么是定向凝固原则和同时凝固原则？
如何保证铸件按规定凝固方式进行凝固？
答：
定向凝固（也称顺序凝固）就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，在远离冒口的部位安放冷铁，使铸件上远离冒口的部位先凝固，靠近冒口的部位后凝固。
同时凝固，就是从工艺上采取各种措施，使铸件各部分之间的温差尽量减小，以达到各部分几乎同时凝固的方法。
控制铸件凝固方式的方法：
（1）正确布置浇注系统的引入位置，控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置；
（2）采用冒口和冷铁；（3）改变铸件的结构；（4）采用具有不同蓄热系数的造型材料。
8.哪类合金易产生缩孔？
哪类合金易产生缩松？
如何促进缩松向缩孔转化？
答：
逐层凝固的合金倾向于产生集中缩孔，如纯铁和共晶成分铸铁。
糊状凝固的合金倾向于产生缩松，如结晶温度范围宽的合金。
促进缩松向缩孔转化的方法有：
（1）提高浇注温度，合金的液态收缩增加，缩孔容积增加；
（2）采用湿型铸造。
湿型比干型对合金的激冷能力大，凝固区域变窄，使缩松减少，缩孔容积相应增加；（3）凝固过程中增加补缩压力，可减少缩松而增加缩孔的容积。
9、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹？
防止裂纹的主要措施有哪些？
答：
如果铸造内应力超过合金的强度极限时，铸件便会产生裂纹。
裂纹分为热裂和冷裂两种。
（1）热裂：
热裂是在凝固后期高温下形成的，主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的。
它具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特征，在铸钢和铝合金铸件中常见。
防止热裂的主要措施是：
除了使铸件的结构合理外，还应合理选用型砂或芯砂的黏结剂，以改善其退让性；大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭；严格限制铸钢和铸铁中硫的含量；选用收缩率小的合金。
（2）冷裂：
冷裂是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位，特别是有应力集中的地方。
其裂缝细小，呈连续直线状，缝内干净，有时呈轻微氧化色。
壁厚差别大，形状复杂或大而薄的铸件易产生冷裂。
因此，凡是能减少铸造内应力或降低合金脆性的因素，都能防止冷裂的形成。
同时在铸钢和铸铁中要严格控制合金中的磷含量。
10、什么是分型面，分型面选择一般性的原则是什么？
答：
分型面是指两半铸型相互接触的表面。
原则：
（1）分型面应选在铸件的最大截面上，并力求采用平面。
（2）应尽量减少分型面的数量，并尽量做到只有一个分型面。
（3）应尽可能减少活块和型芯的数量，注意减少砂箱高度。
（4）尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内，并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内。
11、什么是特种铸造？
常用的特种铸造方法有哪些？
答：
通常把不同于普通砂型铸造的其它铸造方法统称为特种铸造。
常用的特种铸造方法有：
熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。
12.金属型铸造为何能改善铸件的力学性能？
灰铸铁件用金属型铸造时，可能遇到哪些问题？
答：
金属型铸造采用耐高温的金属做铸型，其型芯一般也用金属制成。
故铸型和型芯都不具有退让性，且导热性好，铸件冷却速度快，所以组织细密，力学性能高。
浇不到、冷隔、裂纹等。
13、何谓铸件的浇注位置？
它是否指铸件上内浇道位置？
答：
铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。
它不是指铸件上内浇道位置。
内浇道是浇注系统基本组元之一。
内浇道是液态金属进入铸型型腔的最后一段通道，主要作用：
控制金属液充填铸型的速度和方向，调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序，并对铸件有一定的补缩作用。
可以有单个也可以设计多个内浇道。
14．为什么铸件会产生热裂纹？
影响铸件产生热裂纹的主要因素是什么？
答：
收缩较大的金属（特别是铸钢件），由于高温时（即凝固期或刚凝固完毕时）的强度和塑性等性能低，是产生热裂的根本原因。
影响热裂纹的主要因素有：
（1）铸件材质①结晶温度范围较窄的金属不易产生热裂纹，结晶温度范围较宽的金属易产生热裂纹。
②灰铸铁在冷凝过程中有石墨膨胀，凝固收缩比白口铸铁和碳钢小，不易产生热裂纹，而白口铸铁和碳钢热裂倾向较大。
③硫和铁形成熔点只有985℃的低熔点共晶体并在晶界上呈网状分布，使钢产生“热脆”。
（2）铸件结构铸件各部位厚度相差较大，薄壁处冷却较快，强度增加较快，阻碍厚壁处收缩，结果在强度较低的厚处（或厚薄相交处）出现热裂纹。
（3）铸型阻力铸型退让性差，铸件高温收缩受阻，也易产生热裂纹。
（4）浇冒口系统设置不当如果铸件收缩时受到浇口阻碍；与冒口相邻的铸件部分冷凝速度比远离冒口部分慢，形成铸件上的薄弱区，也都会造成热裂纹。
15、试述分型面与分模面的概念？
分模造型时，其分型面是否就是其分模面？
从保证质量与简化操作两方面考虑，确定分型面的主要原则有哪些？
答：
分型面:
砂型与砂型间的接合面。
分模面:
模样与模样间的接合面。
分模造型时分模面与分型面位置重合,所以分模造型时分型面就是其分模面。
选择分型面应使工艺简单,操作方便:
少用砂芯、少用活块、便于清理、便于合箱。
16、铸件产生铸造内应力的主要原因是什么？
如何减小或消除铸造内应力？
答：
原因是合金的固态收缩。
为了减小铸造内应力，可采取同时凝固原则。
所谓同时凝固原则，就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固。
此外，还可以采取去应力退火或自然时效等方法，将残余应力消除。
17、试分析铸造成形时铸造应力的形成过程。
铸件凝固以后，在随后的冷却过程中，有些合金可能发生固态相变，产生体积的收缩或膨胀。
如果这些变化受到铸型等外力或铸件结构本身的约束，就会在铸件内部产生应力，即铸造应力。
铸造应力按其产生原因不同又可分为：
热应力、形变应力、机械阻碍应力。
（1）热应力：
铸件各部分厚薄不同，在凝固和其后的冷却过程中，冷却速度不同，造成同一时刻各部分收缩量不一致，铸件各部分彼此制约，产生的应力。
一般厚壁处产生拉应力，薄壁处产生压应力。
（2）相变应力：
固态发生相变的合金，由于铸件各部分冷却条件不同，它们到达相变温度的时刻不同，且相变的程度也不同而产生的应力。
（3）机械阻碍应力：
铸件收缩受到铸型、型芯、箱挡和芯骨等机械阻碍所产生的应力。
一般都是拉应力，是一种临时应力，当约束消除后会逐渐释放。
18.简述通常铸造结晶组织的宏观形态及其特征，并讨论铸造结晶组织的控制措施。
宏观形态及特征：
铸锭三区
紧靠模壁表面的细晶区：
强烈过冷条件下，形成细小、等轴晶粒；
垂直模壁表面生长的柱状晶区：
小的成分过冷区，形成一级主轴发达的柱状晶。
铸锭中部的等轴晶区：
中心的成分过冷液体，形成等轴晶体。
控制措施：
影响晶粒大小的因素：
等轴晶的大小和柱状晶的粗细
冷却速度、变质处理（孕育处理）、加热温度、液体金属的振动
影响晶区分布的因素：
柱状晶区和等轴晶区的分布
冷却强度、液体金属的过热、外来夹杂或变质剂
影响铸锭中柱状晶区所占比例的因素主要有以下3个方面：
1.铸锭模的冷却能力；
2.浇注温度和浇注速度；
3.熔化温度。
熔化温度高，非金属夹杂质熔解得越多，非均匀晶核数目减少，有利于柱状晶区的发展
1.表层细晶区（表层细晶粒区）
液体金属注入锭模时，外层金属受到激冷，过冷度很大，同时模壁也能起到非自发形核的作用，因而生成大量的晶核。
数量多，晶粒很快彼此相遇，不能继续生长，结果就形成细晶粒区
性能特点：
晶粒十分细小，组织致密，力学性能很好，但细晶区的厚度一般都很薄
2、柱状晶区
由垂直于模壁的粗大的柱状晶组成。
由于液体金属的过冷度减小，形核速率降低，但细晶区中的一些晶粒可继续长大。
性能特点：
优点是由于柱状晶粒区的枝晶得不到发展，显微空洞少，铸锭密度大。
3.中心粗等轴晶粒区
随着柱状晶粒区的发展，散热条件变慢，同时由于大量柱状晶粒区的形成，放出潜热，结果在柱状晶粒区的前沿部位温度升高，致使剩余液体金属的温度变得更为均匀。
当液态金属达到一定过冷度时出现晶核，并向各方向长大，冷却速度慢，结果形成等轴粗大晶粒区。
优点：
晶粒间晶枝彼此互相插入，交叉结合很牢固，没有明显弱面，性能均匀，无方向性。
缺点：
因有枝晶存在，显微空洞多，密度稍差。
一般情况下，金属特别是钢铁铸锭和铸件要求得到这样的组织。
浇注温度低，冷却速度小，有利于截面温度均匀，可促进等轴晶粒区的形成。
19、在化学成分中对铸造碳钢力学性能影响最大的元素是什么？
为什么？
答：
C；碳是钢的主要强化元素，含碳量直接影响钢的力学性能。
20、气体影响铸造碳钢力学性能的主要气体类型是什么？
为什么？
答
升级会员 