生冷裂倾向 (塑性好的合金因内应力可通过塑性变形自行缓解，不易冷裂)；铁碳合金中P含量较高也会引起冷裂纹；机械碰撞和结构上的缺陷也会产生冷裂纹。
⒊冷裂纹的防止措施
主要措施有：设法减小铸造内应力，合理设计铸件结构，控制钢铁的P含量，减少机械碰撞。
总之，不管热裂纹或冷裂纹，其防止防止措施如下： ①设计铸件时，要求壁厚均匀，转角处采用圆角过渡； ②选择收缩倾向小的合金，严格控制S、P含量；
③提高铸型退让性，控制落砂或开型温度，减少机械应力。
1.1.3合金的吸气性与铸件的气孔
1.1.3.1吸气性的定义
吸气性是指合金在熔炼和浇注过程中吸收气体的特性。液态金属之所以吸收气体是由于金属在熔化过程中很难与气体隔离。一些双原子气体(如H2、N2、O2等)可从炉料、炉气等途径进入液态合金中。其中，氢气因不与金属形成化合物，且原子直径最小，故较易溶解于金属液中。 1.1.3.2影响吸气性的因素
①温度 合金的吸气性随着温度升高而增大，气体在液态合金中的溶解度较固态大得多，合金过热度越高，气体的溶解度越高； ②合金的种类和气体的成份。 1.1.3.3 气孔的种类
气孔是溶于液态金属中的气体未来得及逸出而在铸件中形成的孔洞，是铸件最常见的缺陷。
气孔形成的原因是溶解于液态合金中的气体，在冷凝过程中，由于溶解度降低，以气泡形式析出而上浮时，因上浮气泡遇到阻碍或因冷却合金液粘度增加使其不能上浮，就会滞留在铸件中形成气孔。
按气体的来源，气孔可分为： ①侵入气孔
侵入气孔是指由于砂型表面层聚集的气体侵入液态金属中而形成的气孔。其特征是：多位于铸件上表面附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形，孔的内表面被氧化。
侵入铸件中的气体主要来自造型材料中的水分、粘接剂和各种附加物。当液态金属浇入铸型型腔内，型壁表面的水分汽化，形成一层有一定厚度的水分饱和聚集区。这时气流只能从分型面、通气孔等处逸出，或者在铸型表层聚集成许多高压中心点。如果铸型排气不畅，聚集的气压就会越来越高。当气压超过液态金属的静压力时，部分气体就会侵入到金属液中，其中一部分形成气泡，穿过金属液逸出，其余留在铸件内形成气孔。 防止侵入气孔的措施主要有：降低型(芯)砂的发气量、增加铸型的排气能力。 ②析出气孔
析出气体是指溶解于液态金属中的气体在冷凝过程中，因气体溶解度下降而析出时，在铸件中形成的气孔。其特征是：分布面积较广，有时遍及整个截面，而气孔的尺寸很小。析出气孔多见于铝合金中，因其直径大多小于1mm，故常
称为“针孔”，它不仅会降低铝合金的机械性能，并将严重影响铸件的气密性，致使铸件在承受压力时产生渗漏。
防止析出气体的措施主要有：烘干和洁净炉料，使炉料入炉前不含水、锈、油等；严格执行熔炼及浇注操作工艺，减少金属液与空气接触，并控制炉气为中性气氛。 ③反应气孔
反应气孔是指浇入铸型型腔中的液态金属与铸型材料、型芯撑、冷铁或熔渣之间，因化学反应产生气体而形成的气孔。其特征是：多分布于铸件表层下1～2mm处，呈皮下气孔。 1.1.3.4 防止气孔的措施
①严格控制气体来源，或对液态金属进行保护； ②冶金脱气和机械脱气；
③适当降低浇注温度，让气体排出。
1.1.4合金的偏析
1.1.4.1 偏析的定义
偏析是指在铸件中出现的各部分化学成份不均匀、金相组织不一致的现象。偏析使铸件的性能不均匀，应注意防止。 1.1.4.2 偏析的分类
合金的偏析主要有晶内偏析、比重偏析等。 ①晶内偏析(枝晶偏析)：
晶内偏析是指晶粒内各部分化学成分不均匀的现象。其产生的原因是合金的凝固速度较快，原子来不及充分扩散，又开始下一阶段的结晶过程。晶内偏析对铸件质量影响不大，重要铸件可以通过扩散退火来减小或消除晶内偏析的倾向。
②区域偏析：
区域偏析是指因合金组元的比重或熔点不同，导致铸件内部区域性化学成分不均匀的现象。区域偏析可以通过浇注时充分搅拌或加快合金冷却速度来防止。
1.2 常用合金铸件的生产
表1-4铸件按材料分类
铸 件 铸铁件 铸钢件 铸铜件 轻合金铸件 其它铸件 材 料 灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、特种性能铸铁(耐热铸铁、耐蚀铸铁和耐磨铸铁等) 铸造碳钢、铸造合金钢 铸造青铜、铸造黄铜 铸造铝合金、铸造镁合金 铸造锌合金、铸造钛合金、铸造轴承合金等 1.2.1 铸铁件的生产
1.2.1.1 铸铁的种类
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
铸铁的基体组织是铁素体(F)和珠光体(P)，按碳在铸铁中存在形式的不同，可分为：
表1-5
白口铸铁 灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 碳主要以碳化物(Fe3C)形式存在 碳主要以片状石墨形式存在 碳主要以絮状石墨形式存在 碳主要以球状石墨形式存在 ⑴ 灰口铸铁
灰口铸铁是碳以片状石墨的形态存在的铸铁。 ⒈化学成份
表1-6 灰口铸铁的化学成分
C/% 2.7~3.6 Si/% 1.1~2.5 Mn/% 0.6~1.2 S/% ≤0.15 P/% ≤0.5 ⒉灰口铸铁的组织性能
表1-7 灰口铸铁的牌号、性能和用途
牌号 铸件壁厚/mm 2.5~10 HT100 10~20 20~30 30~50 2.5~10 10~20 20~30 30~50 2.5~10 10~20 20~30 30~50 4~10 10~20 20~30 30~50 10~20 HT300 20~30 30~50 10~20 20~30 30~50 抗拉强度σb /MPa 130 100 90 80 175 145 130 120 220 195 170 160 270 240 220 200 290 250 230 290 260 240 硬度/HBS 110~167 93~140 87~131 82~122 136~205 119~179 110~167 100~157 157~236 148~222 134~200 129~190 174~262 164~247 157~236 160~225 182~272 168~251 161~241 199~298 182~272 171~257 汽缸、机体、齿轮、床身、油缸、阀体、凸轮、齿轮箱、衬套、联轴器、飞轮等 承受高负荷、耐磨和要求高气密性的铸件，如重型机床床身、压力机床身、活塞环、液压件、凸轮等 承受中等载荷的重要铸件，如汽缸、齿轮、齿条、刀架、飞轮、一般机床的床身等 承受中等负荷的零件，如机座、支架、箱体、皮带轮、法兰、轴承座、泵体、阀体等 用途举例 负荷很小的不重要件或薄壁件，如防护罩、盖板、重锤等 HT150 HT200 HT250 HT350 ⒊影响灰口铸铁组织和性能的因素
Ⅰ、化学成份
①碳：是形成石墨化的元素；
②硅：是强烈促进石墨化的元素；
③硫：硫与铁的化合物在晶界上形成低熔点(985℃)的共晶体，使铸铁热脆性增加，流动性降低，收缩率增大； ④锰：可以脱硫；
⑤磷：含量超过0.3%时，将形成Fe3P与Fe的低熔点共晶体，使铸铁有冷脆性。 Ⅱ、冷却速度
铸件的冷却速度主要受铸型导热性和铸件壁厚的影响。 ⒋灰铸铁的工艺性能
①铸造性能特别好，不能锻、冲，焊接性能较差；流动性好，收缩小，缩孔、缩松倾向很小；吸气性、偏析性均较小，可用于制造各种薄壁复杂铸件。一般用同时凝固，不加冒口和冷铁，即可获得优质铸件。
②熔炼工艺特点：熔点低，对化学成份的要求不很严格，普通冲天炉即可满足熔炼要求。原材料(生铁、回炉料、废钢铁、石灰石、萤石等)价格低，来源广，铸铁成本低。
③铸型特点：普通砂型(湿砂型、少量铸件用干型)即可满足要求。 ⑵ 球墨铸铁
向一定成份的灰口铸铁铁水中加入球化剂(如稀土镁合金)和孕育剂(如硅铁)进行处理后获得具有球状石墨的铸铁。 ⒈化学成份(高碳低硅、低硫、低磷)
表1-8 球墨铸铁的化学成分
C/% 3.6~4.0 Si/% 1.4~1.8 Mn/% 0.5~0.9 S/% ＜0.04 P/% ＜0.1 ⒉组织：F、F+P、P+C
⒊球化剂：作用是使石墨结晶时呈球状析出。常用球化剂是稀土镁合金，加入量1～1.6%；
孕育剂：作用是促进碳的石墨化，防止产生白口。常用孕育剂是75硅铁，加入量是0.4～1.0%。
⒋牌号、性能和用途(GB1348-88)
表1-9球墨铸铁的牌号、性能和用途
牌号 QT400-18 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2 基体 σb/MPa σ400 450 500 600 700 800 900 0.2/MPa δ/% 18 10 7 3 2 2 2 硬度/HBS 130~180 160~210 170~230 190~270 225~305 245~335 280~360 用途举例 受压阀门、后桥壳、牵引架、铸管、农机件 油泵齿轮、阀门、轴瓦等 曲轴、连杆、凸轮轴、水轮机主轴、缸体、缸套、农机配件 犁铧、螺旋伞齿轮 F 250 310 320 370 420 480 900 F+P F+P P P B或 回火M 表1-10几种铸铁与铸钢的屈强比
材 料 屈强比(σ0.2/σb) 铸 钢 (退火后) 0.35~0.5 可锻铸铁 0.5~0.6 球墨铸铁 铁素体基体 0.65~0.75 珠光体基体 0.7~0.8 ⒌铸造性能