铸铁件收缩与补缩特点-收缩量的知识汇编

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铸铁件在冷却和凝固过程中所经历的体积变化、收缩行为不同于目前工业上使用的大多数金属与合金。

铸铁件的收缩值除与合金化学成分、浇注温度有关外，还强烈地依赖于冷却速度。而铸件的冷却速度和铸型的热物理参数有关,在一般清况下，主要取决于铸件的结构和壁厚。

1. 三角形试样

它是一个简单的铸件。壁厚由小到大连续变化，冷却速度也由大到小连续变化。生产中利用它在不同部位的不同冷却速度所形成的不同白口宽度来预报和控制铁液的化学成分及孕育效果。这在铸造工芝上也是一个启示：同一个铸型、同样的化学成分、相同的 济注温度，由于壁厚差别，形成了白口、麻口与灰口等不同的组织，并对应有不同的收缩。对于一个铸件，总存在壁厚差另，就是壁厚非常均匀的平板、套筒、立方体等类铸件，其棱角与中心、 内角与外角、芯子与外型散热也是不同的，擬固组织中树枝晶和石墨数量就会有差别。

近期的 研究表明：在灰口凝固的条件下，冷却速度不同，奥氏体枝晶数量也不同。例如碳当量CE = 3.80%〜3.84%，wsi/wc=0,46〜0.52的亚共晶灰铸铁，冷却速度为3℃/min(与通常用热 分析法测定平衡相图的冷却速度接近)，对成的奥氏体枝晶的体积分数为20. 5%(与平衡相图 的计算接近)；当冷却速度增加到200℃/min(相当于Φ30mm干砂型试棒的冷却条件)，对应的 初生奥氏体枝晶总的体积分数为44.6%°和平衡凝固状态相比，铸造条件下奥氏体技晶的体积分数增加为2. 2倍.大量枝晶的早期析出，会加大铁液共晶反应前的体收缩。

2. 圆球形试样收缩试验 

在一个铸型内，用同一包铁液浇注直径为如40mm、60mm、 80mm, 100mm、120mm, 160mm、180mm、200mm 的圆球，直浇道Φ12mm,顶注，不设冒 口 补缩， 浇注工艺菟图1-la.分别在干砂型、水玻璃砂型及湿砂型的生产条件下，同时浇注灰铸铁 (HT200)和球墨铸铁(QT500-7)铁液，测得不同直径圆球的缩孔体积,其与对应圆球体积比 值作为圆球试样的体积收缩率。试样经过解剖，内部无分散性缩孔及缩松。体收缩率随圆球直径的变化规律如图1-lb.

从图1-1可以看出

① 圆球体收缩率随其直径的增大呈规律性变化。圆球直径小，体收缩率较大。当圆球的直径增大到某一值后，体收缩率减小。这说明铸铁件壁厚增大到一定值后,体收缩有减小的趋势。

②铸型刚性的影响。同样的合金，干砂型时体收缩率较小，湿砂型时体收缩率较大， 水玻璃砂型居中。

③ 球墨铸铁的体收缩宰，在圆球直径较小时大于灰铸铁，在圆球直径较大时小于灰铸铁。

综上所述，铸铁件的收缩值不是材料上的常数，随化学成分、铸件结构和铸造工艺条件的变化而变化，不能根据合金的种类或牌 号给理一个确定的收缩值，更不能用一些资料提供的铸铁合金的收缩值设计铸铁件的冒口尺寸.铸铁合金的收缩值与铸铁件的收缩值是两回事。

铸铁台金的体收缩一般都是用 一个有限尺寸的小试样来测定的。众多的研究结果表明：用物理方法精确测量铸铁冷却 和凝固期间体积变化是难以实现的，真实收缩的定量数据是无法得到的.因为试样的温度是不均匀的，凝固总是从底部到顶部，从边缘到中心进行，不同部位同一时间产生的收缩和膨胀的相抵作用，使收縮值减小，试样温度分布越不均匀，测得的收缩值波动越大。

这就是目前各个讷充者提供的铸铁合金收缩值差别较大的原因。试样是一种特殊的铸件。铸件有一定的大小、也状和结构，这是千差万别的，从而影响到实际冷却速度和温度分布的差别，也影响到同时刻不同部位收缩和膨胀的叠加情况，即石墨化膨胀的利用程度。这样，从收缩与膨胀数制、收缩与膨胀时间进程上产生的差异，就构成同一种合金浇注不同的铸件，对应有不同收缩值的情况.在一般砂型铸造条件下，越是薄小件，收缩值越大，越是要强调补缩；越是厚大件，收缩有减小的趋势，冒口可适当减小或不放冒口，实现小冒口或无冒口铸造。