热成形技术基础

本书是根据教育部颁发的《工程材料及机械制造基础课程教学基本要求》，结合目前教改基本指导思想和原则以及创新精神编写的。
本书包括金属材料、铸造成形、塑性加工、焊接与胶接、非金属制品成形、机械零件毛坯的选择等内容，各章后附有习题。
本书为高等工科院校本科机械类、近机类专业教材，也可作为工程技术人员参考用书。

第二章 铸造成形
第一节 金属的铸造性能
金属（纯金属和合金）在铸造成形过程中获得形状准确、内部健全铸件的能力称为金属的铸造性能，它表示了金属铸造成形时的难易程度。铸件质量与金属的铸造性能密切相关，金属的铸造性能主要用流动性、收缩性、吸气性、氧化性、凝固温度范围、热裂倾向性等来衡量。
一、金属的流动性
1.流动性的概念
金属液本身的流动能力称为流动性。流动性是金属在铸造过程中的一种综合性能，它对铸件质量有很大影响，是影响金属液充型能力（金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确铸件的能力）的主要因素之一。
流动性好的金属，充型能力强，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰、壁薄和形状复杂的铸件；有利于金属液中非金属夹杂物和气体的上浮与排除；有利于金属凝固收缩时的补缩作用。若流动性不好，铸件就容易产生浇不到、冷隔、夹渣、气孔和缩孔等缺陷。在铸件设计和制定铸造工艺时，都必须考虑金属的流动性。
2.影响流动性的因素
（1）金属的种类和化学成分 不同种类的金属具有不同的流动性。灰铸铁和硅黄铜流动性最好，铝硅合金次之，铸钢流动性最差。
同种金属中，成分不同的合金具有不同的结晶特点，流动性也不同。例如，纯金属和共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，结晶过程从表面开始向中心逐层推进（即逐层凝固），凝固过程中铸件断面不存在液固两相并存的凝固区，已凝固层与液相之间界限较清晰，凝固层内表面较平滑，对未凝固的金属液流动的阻力小，有利于金属液充填型腔。此外，在相同浇注温度下，共晶成分合金凝固温度最低，相对来说，合金液的过热度（即浇注温度与合金熔点温度差）大，推迟了合金液开始凝固的时间，因此共晶成分合金的流动性最好。其他成分合金的结晶是在一定温度范围内进行的，即结晶区域为一个液相和固相并存的两相区。在此区域初生的树枝状枝晶使凝固层内表面参差不齐，阻碍合金液的流动。而且因固态晶体的导热系数大，使液体冷却速度加快，故流动性差。
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