（2）增大铸件的冷却速度，使铸件以逐层凝固方式进行凝固。 （3）加大结晶压力。

8.缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？

缩孔和缩松使铸件的有效承载面积减少，且在孔洞部位易产生应力集中，使铸件力学 性能下降；缩孔和缩松使铸件的气密性、物理性能和化学性能下降。

缩孔可以采用顺序凝固通过安放冒口，将缩孔转移到冒口之中，最后将冒口切除，就可 以获得致密的铸件。而铸件产生缩松时，由于发达的树枝晶布满了整个截面而使冒口的 补缩通道受阻，因此即使采用顺序凝固安放冒口也很无法消除。

9.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固 原则各适用于哪种场合？

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，使铸件上远离冒口的部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。

同时凝固，就是采取必要的工艺措施，使铸件各部分冷却速度尽量一致。

实现定向凝固的措施是：设置冒口；合理使用冷铁。它广泛应用于收缩大或壁厚差较大的易产生缩孔的铸件，如铸钢、高强度铸铁和可锻铸铁等。

实现同时凝固的措施是：将浇口开在铸件的薄壁处，在厚壁处可放置冷铁以加快其冷却速度。它应用于收缩较小的合金(如碳硅质量分数高的灰铸铁)和结晶温度范围宽，倾向于糊状凝固的合金(如锡青铜)，同时也适用于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀的薄壁 10.铸造应力有哪几种？形成的原因是什么？ 铸造应力有热应力和机械应力两种。

热应力是铸件在凝固和冷却过程中，由于铸件的壁厚不均匀、各部分冷却速度不同，以至在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。

机械应力是铸件在冷却过程中因固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。 11．铸件热应力分布规律是什么？如何防止铸件变形？

铸件薄壁处受压应力，厚壁处受拉应力。

（1）减小铸造应力。

合理设计铸件的结构 ，铸件尽量形状简单、对称、壁厚均匀。 采用同时凝固的工艺。 铸件时效处理。

（2）反变形法。

12.试从铸造性能、机械性能、使用性能等方面分析形状复杂的车床床身采用普通灰口铸铁 的原因。

普通灰口铸铁铸造性能好，流动性好，适宜铸造形状复杂的铸件。

车床床身使用时只承受压应力，不承受冲击，普通灰口铸铁可以满足要求。 普通灰口铸铁具有较好的减震性、耐磨性，缺口敏感性小，切削加工性好。 13.普通压铸件能否热处理？为什么？

普通压铸件不能热处理

由于充型速度快，型腔中的气体难以排出，压铸件易产生皮下气孔。若铸件进行热处理， 则气孔中气体产生热膨胀压力，可能使铸件表面起泡或变形。

14.为什么用金属型生产灰铸铁件常出现白口组织？生产中如何预防和消除白口组织？ 金属型浇注铸铁件出现白口组织的原因是金属型导热能力强，铸件冷却速度快。 预防：铸件壁厚不宜过薄（一般应大于15mm）； 金属型应保持合理的工作温度（预热铸型）；

采用碳、硅的质量分数高的铁水（两者之和不小于6%）；

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对铁液进行孕育处理。

消除：利用出型时铸件的自身余热及时进行退火。

15.为什么要规定铸件的最小壁厚？灰铸铁件的壁厚过大或局部过薄会出现哪些问题？

铸件壁太薄，金属液注入铸型时冷却过快，很容易产生冷隔、浇不足、变形和裂纹等缺陷。为此，对铸件的最小壁厚必须有一个限制。

灰铸铁件壁厚过大，容易引起石墨粗大，使铸件的力学性能下降；还会造成金属的浪费。灰铸铁件的壁厚局部过薄，除产生冷隔、浇不足、变形和裂纹等缺陷外，还会形成白口组织。

16、铸件壁间转角处为何要设计结构圆角？

直角连接处形成金属积聚，而内侧散热条件差，较易产生缩松和缩孔； 在载荷作用下，直角处的内侧易产生应力集中；

直角连接时，因结晶的方向性，在转角的分角线上形成整齐的分界面，分界面上集中了许多杂质，使转角处成为铸件的薄弱环节。 圆角连接可美化铸件外形，避免划伤人体； 内圆角可防止金属液流将型腔尖角冲毁。

（四）分析题

1.分析图示轨道铸件热应力的分布，并用虚线表示出铸件的变形方向。工艺上如何解决？

轨道上部较下部厚，上部冷却速度慢，而下部冷却速度快。因此，上部产生拉应力，下部产生 压应力。变形方向如图。 反变形法

2.下图为支架零件简图。材料HT200，单件小批量生产。选择铸型种类。

砂型铸造，(2)整模造型

3.如图，支架两种结构设计。从铸件结构工艺性方面分析，何种结构较为合理？简要说明理由。

6

（b）结构较为合理。因为它可省去悬臂砂芯。

`4.如图所示铸件结构是否合理？如不合理，请改正并说明理由。

铸件上部太厚，易形成缩孔，壁厚不均匀易造成热应力。可减小上部壁厚，同时设加强筋。 无结构圆角，拐弯处易应力、开裂。设圆角。

5.某厂铸造一个Φ1500mm的铸铁顶盖，有图示两个设计方案，分析哪个方案的结构工艺性 好，简述理由。

(a)图合理

(b)图结构为大的水平面，不利于金属液体的充填，易造成浇不足、冷隔等缺陷；不利于金属夹杂物和气体的排除，易造成气孔、夹渣缺陷；大平面型腔的上表面，因受高温金属液的长时间烘烤，易开裂使铸件产生夹砂缺陷。 6.图示铸件的两种结构设计，应选择哪一种较为合理？为什么？

零

件一：(b)合理。它的分型面是一平面，可减少造型工作量，降低模板制造费用。

零件二:(a)合理。凸台便于起模，而a图所示的凸台需用活块或增加外部芯子才能起模。 7.改正下列砂型铸造件结构的不合理之处。并说明理由

7

（a）图：铸件外形应力求简单，尽量不用活块和型芯。图a上凸台妨碍起模，需采用活块或

型芯或三箱造型。将外凸改为内凸，有利于外形起模，且不影响内腔成形。

(b) 图：凸台结构应便于起模。图示的凸台需用活块或增加外部芯子才能起模。将凸台

延长到分型面，省去了活块或芯。

8.改正下列砂型铸造件结构的不合理之处。并说明理由

(a)图：减少铸件分型面的数量，可以降低造型工时，减少错箱、偏芯等缺陷，提高铸件的尺

寸精度。 (b)图：设计时应尽量分散和减少热节，避免多条筋互相交叉，防止产生热应力和缩孔与缩松。

9.改正下列砂型铸造件结构的不合理之处。并说明理由

(a)图：凸台结构应便于起模。图示的凸台需用活块或增加外部芯子才能起模。将凸台

延长到分型面，省去了活块或芯。

(b)图：铸件壁不宜过厚，否则易引起晶粒粗大，还会出现缩孔、缩松、偏析等缺陷，使铸

件的力学性能下降；过厚的铸件壁，还会造成金属的浪费。

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