铸件的凝固特性又称凝固方式。纯金属和共晶成分的二元合金为逐层凝固;如果铸件断面中心已开始结晶而表面尚未结壳,则是糊状凝固;中间凝固方式则介于上述两者之间;铸件的凝固方式还可以按结晶过程分为外生生长和内生生长两类。
外生凝固方式的特点是:首先在型壁处开始结晶,晶体向熔液中心生长。
当固‘液界面(即凝固前沿)为理想的平界面时,称为平滑壁(光滑界面)凝固。
当固一液界面以树枝状生长,其界面呈锯齿状,称为粗糙壁(界面)凝固。
当树枝结晶强烈分枝,在熔液中形成网状并贯穿铸件整个断面,称为海绵状(网状)凝固。
内生凝固方式的特点是:
结晶在熔液内部进行。
几乎同时形核又以同样快的速度生长,形成由固体和液体组成的糊状混合物,故称为糊状凝固。
如果铸件表面层的凝固比熔液内部早开始或先结束,那么在内生凝固条件下也可能形成固体壳,故称为壳状凝固。
在三种外生的和两种内生的凝固方式之间,甚至在内生和外生凝固方式之间,都有过渡形式。
可以看出:平滑壁凝固和粗糙壁凝固相当于的逐层凝固;海绵状凝固和糊状凝固相当于糊状凝固;壳状凝固则相当于中间凝固方式。
影响凝固方式的因素是:合金的结晶温度范围A rc和铸件断面上的温度差6r的比值。当△%671时,倾向于糊状凝固方式。
1.合金结晶温度范围 在铸件断面温度差相近情况下,凝固区域宽度随合金结晶温度范围增大而加大。合金结晶温度范围见 铸造合金的结晶温度范围分类
结晶温度范围 △n/℃ | 零结晶温度范围△%=0℃ | 窄结晶温度范围△%≤40℃ | 中等结晶温度范围△R=41~80℃ | 宽结晶温度范围△R>80℃ |
铸造合金种类 | 纯金属(如纯铜)二元共晶成分合金 | 低碳钢(”(c)≤0.20%) 铝青铜(”(A1)=9%) 黄铜(”(zn)=40%) 共晶和接近共晶的亚共晶灰铸铁、铝硅合金(ZAl一Sil2) | "(C)=O.30%·~O.50%的碳钢特种黄铜接近共晶的亚共晶灰铸铁 | Ⅲ(C)>0.50%碳钢锡青铜(如ZCuSnl0Zn2) 铝铜合金(如ZAlCu4) 亚共晶灰铸铁 |
在砂型铸造条件下,由于铸型蓄热系数小,因而温度梯度很小(温度分布曲线较平坦),结晶温度范围对凝固区域宽度的影响甚为明显。因此,低碳铸钢为逐层凝固,高碳铸钢为糊状凝固,而中碳铸钢为中间凝固方式;在金属型铸造条件下,由于金属型蓄热系数远比砂型大,铸件断面温度梯度很大
总结:本文主要针对铸件凝固特性的影响因素做简单分析。小编认为只有对铸件凝固特性有了很好的了解,才能很好的避免铸件在凝固时的不利因素。