合金的鑄造性能指用該合金實施鑄造加工的難易程度，主要包括該合金鑄造時的流動性（充型能力）、收縮性等。

  合(he)金(jin)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)能(neng)包括有(you)鑄(zhu)(zhu)造(zao)用液體合(he)金(jin)的(de)(de)氧化性(xing)、吸(xi)氣性(xing)、流動性(xing)及冷(leng)(leng)卻(que)(que)凝(ning)固時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)收縮、偏(pian)析等。如果(guo)液體合(he)金(jin)不易(yi)(yi)氧化，熔液不易(yi)(yi)吸(xi)收氣體；澆(jiao)注(zhu)時(shi)(shi)(shi)金(jin)屬熔液容易(yi)(yi)充滿型腔；凝(ning)固時(shi)(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)不易(yi)(yi)產生(sheng)縮孔，而且化學成分(fen)均勻；冷(leng)(leng)卻(que)(que)時(shi)(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)不發生(sheng)變(bian)形(xing)和開裂，這樣的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)金(jin)屬就(jiu)被認為有(you)良(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)能(neng)，容易(yi)(yi)鑄(zhu)(zhu)成完整而優質的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)。相(xiang)反，鑄(zhu)(zhu)造(zao)金(jin)屬的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)能(neng)不良(liang)(liang)，則容易(yi)(yi)使鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)產生(sheng)缺(que)陷。為了保(bao)證(zheng)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)質量，必(bi)須增加相(xiang)應(ying)的(de)(de)工(gong)藝措施(shi)，因此就(jiu)有(you)可能(neng)提高鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)生(sheng)產成本。

1. 合金的流動性

  合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)性是(shi)指液(ye)態(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)能力，即液(ye)態(tai)合(he)(he)金(jin)充(chong)滿鑄(zhu)型的(de)(de)(de)能力。流(liu)(liu)動(dong)性好(hao)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)，易于(yu)(yu)充(chong)滿薄而(er)復雜的(de)(de)(de)鑄(zhu)型腔，便于(yu)(yu)澆注(zhu)出輪廓清晰的(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian)(jian)，減少澆注(zhu)不足、冷隔等缺陷(xian)；有利于(yu)(yu)液(ye)體合(he)(he)金(jin)中氣體和非金(jin)屬夾雜物的(de)(de)(de)上浮與排出，有利于(yu)(yu)對合(he)(he)金(jin)凝固(gu)過(guo)程中產(chan)生的(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)進行補縮(suo)，減少鑄(zhu)件(jian)(jian)中氣孔、夾渣、縮(suo)孔、縮(suo)松(song)等缺陷(xian)的(de)(de)(de)產(chan)生。因此，合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)性直接影響到鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)質(zhi)量，良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)性是(shi)獲得優(you)質(zhi)鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)基本條件(jian)(jian)。

  合(he)金的(de)充型能力取決(jue)于金屬(shu)液(ye)本身(shen)的(de)流(liu)動能力，同時又受鑄型性(xing)質、澆注條件(jian)及(ji)鑄件(jian)結(jie)構等影(ying)響。影(ying)響流(liu)動性(xing)的(de)因素主要(yao)包括(kuo)以下三個方面：

 ①. 合金的化學成分

  合金(jin)的(de)(de)(de)化學成分(fen)不同，它們的(de)(de)(de)熔(rong)點及結晶(jing)(jing)溫(wen)(wen)度范圍不同，其流動(dong)(dong)(dong)性(xing)也(ye)不同。共晶(jing)(jing)成分(fen)的(de)(de)(de)合金(jin)流動(dong)(dong)(dong)性(xing)最好，其結晶(jing)(jing)是在恒溫(wen)(wen)下進行，凝固時從表(biao)(biao)面逐層向(xiang)中(zhong)心發展，已(yi)凝固的(de)(de)(de)硬(ying)殼(ke)內表(biao)(biao)面比較(jiao)光滑(hua)，對尚未凝固的(de)(de)(de)液(ye)體流動(dong)(dong)(dong)阻力小；隨著結晶(jing)(jing)溫(wen)(wen)度范圍的(de)(de)(de)擴大，較(jiao)早形成的(de)(de)(de)樹枝(zhi)狀晶(jing)(jing)體，使凝固的(de)(de)(de)硬(ying)殼(ke)內表(biao)(biao)面參(can)差不齊(qi)，將阻礙金(jin)屬的(de)(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)。因此，從流動(dong)(dong)(dong)性(xing)考(kao)慮，宜選用共晶(jing)(jing)成分(fen)或窄結晶(jing)(jing)溫(wen)(wen)度范圍的(de)(de)(de)合金(jin)作(zuo)為鑄造合金(jin)。其中(zhong)灰鑄鐵的(de)(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)性(xing)最好，鑄鋼的(de)(de)(de)流動(dong)(dong)(dong)性(xing)最差。

 ②. 澆注溫度

  澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)度對合(he)金的(de)(de)(de)充型能(neng)力有(you)著決定性的(de)(de)(de)影(ying)響。在一定的(de)(de)(de)范(fan)圍內，澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)度愈高(gao)(gao)，合(he)金液的(de)(de)(de)黏(nian)度愈低，且在鑄型中(zhong)流動的(de)(de)(de)時間(jian)增(zeng)長，充型能(neng)力增(zeng)強，反之充型能(neng)力差。因此(ci)，為防止澆(jiao)(jiao)(jiao)不足和冷隔(ge)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)產生，對薄壁鑄件(jian)或(huo)流動性較差的(de)(de)(de)合(he)金可適當提高(gao)(gao)澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)度。但澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)度過高(gao)(gao)，液態合(he)金的(de)(de)(de)收縮(suo)增(zeng)大，吸氣(qi)量增(zeng)大，氧(yang)化(hua)嚴重。容易導致縮(suo)孔、縮(suo)松、粘砂、氣(qi)孔、粗晶(jing)等缺陷(xian)(xian)，因此(ci)，在保證充型能(neng)力足夠的(de)(de)(de)條件(jian)下，應盡量降低澆(jiao)(jiao)(jiao)注溫(wen)度，復(fu)雜薄壁件(jian)取上限。

③. 鑄型的(de)結構特征

  鑄型(xing)(xing)中(zhong)凡能增加金屬(shu)液流(liu)(liu)(liu)動阻(zu)力和(he)冷(leng)卻(que)速度(du)的(de)因素，如型(xing)(xing)腔的(de)表面粗糙(cao)、排(pai)氣(qi)不暢、內澆道尺寸過(guo)小、鑄型(xing)(xing)材料(liao)導熱性大(da)；鑄型(xing)(xing)型(xing)(xing)腔中(zhong)的(de)產氣(qi)量及(ji)排(pai)氣(qi)能力；鑄件結構的(de)復雜(za)程度(du)和(he)表面粗糙(cao)度(du)等(deng)，均會降(jiang)低(di)金屬(shu)的(de)流(liu)(liu)(liu)動性。凡是增大(da)冷(leng)卻(que)速度(du)和(he)增大(da)流(liu)(liu)(liu)動阻(zu)力的(de)因素都會降(jiang)低(di)充型(xing)(xing)能力。如金屬(shu)型(xing)(xing)比砂型(xing)(xing)冷(leng)卻(que)快；薄壁鑄件的(de)流(liu)(liu)(liu)動阻(zu)力大(da)，排(pai)氣(qi)不良時，氣(qi)體對合(he)金產生背壓等(deng)都會降(jiang)低(di)合(he)金的(de)充型(xing)(xing)能力。

2. 合金的(de)收縮

  鑄件在凝(ning)固冷卻過程(cheng)中(zhong)，體(ti)積(ji)與尺(chi)寸會逐(zhu)漸減小，這種現象(xiang)稱(cheng)(cheng)(cheng)為收(shou)(shou)縮(suo)。收(shou)(shou)縮(suo)是鑄件中(zhong)許多缺陷，如縮(suo)孔、縮(suo)松、裂(lie)紋(wen)和殘余應(ying)力等產(chan)生的基本原因。合(he)金的收(shou)(shou)縮(suo)過程(cheng)經歷液(ye)態收(shou)(shou)縮(suo)、凝(ning)固收(shou)(shou)縮(suo)和固態收(shou)(shou)縮(suo)三(san)個階段。液(ye)態收(shou)(shou)縮(suo)和凝(ning)固收(shou)(shou)縮(suo)引(yin)起的合(he)金體(ti)積(ji)減小，稱(cheng)(cheng)(cheng)為體(ti)收(shou)(shou)縮(suo)；固態收(shou)(shou)縮(suo)引(yin)起鑄件尺(chi)寸減小，稱(cheng)(cheng)(cheng)為線收(shou)(shou)縮(suo)。

 體(ti)收(shou)縮(suo)是鑄件產生(sheng)(sheng)縮(suo)孔(kong)、縮(suo)松的根(gen)本原(yuan)因(yin)，線收(shou)縮(suo)是鑄件產生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)、變形與裂紋(wen)的根(gen)本原(yuan)因(yin)。

①. 縮孔和縮松

 金(jin)屬液在凝(ning)(ning)固過程中，合金(jin)的液態收(shou)縮(suo)(suo)值和凝(ning)(ning)固收(shou)縮(suo)(suo)值大(da)于固態收(shou)縮(suo)(suo)值，且得不到補償。縮(suo)(suo)孔產生的部位在鑄(zhu)件最后凝(ning)(ning)固區域(yu)，此區域(yu)也稱熱節。如圖(tu)1-1所(suo)示為(wei)縮(suo)(suo)孔的形成示意圖(tu)。

 圖1-2所示為縮(suo)松(song)的(de)(de)(de)形(xing)成示意圖。縮(suo)松(song)主要(yao)出現在糊狀(zhuang)凝固的(de)(de)(de)合金(jin)中，或斷(duan)面較大的(de)(de)(de)鑄件壁中。一般出現在鑄件壁的(de)(de)(de)軸線區(qu)域、熱節處、冒口根部和內澆(jiao)口附近，也(ye)常分布在集中縮(suo)孔的(de)(de)(de)下方(fang)。

  縮(suo)孔和縮(suo)松(song)會降(jiang)(jiang)低鑄件(jian)的力學性(xing)能，縮(suo)松(song)還會降(jiang)(jiang)低鑄件(jian)的氣(qi)密性(xing)。采用(yong)定(ding)向凝固原則可防止縮(suo)孔產生，如圖(tu)1-3所示。

 ②. 鑄造應力

  鑄(zhu)件凝固收(shou)縮時，使(shi)鑄(zhu)件的體(ti)積和長度發生(sheng)變化，如果收(shou)縮受阻(zu)，就會(hui)在鑄(zhu)件中產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)，這種應(ying)(ying)力(li)不是(shi)由外加載荷產生(sheng)的，而是(shi)鑄(zhu)造本身(shen)的原因(yin)，故稱為(wei)鑄(zhu)造（內）應(ying)(ying)力(li)。它主要包括熱應(ying)(ying)力(li)和機械應(ying)(ying)力(li)。這兩種應(ying)(ying)力(li)得(de)不到及時消(xiao)除，同時產生(sheng)作用(yong)會(hui)引起鑄(zhu)件的變形，甚至產生(sheng)裂(lie)紋。

  a. 熱應力(li)：由于鑄件壁厚(hou)不(bu)均勻、冷卻不(bu)一致導致的應力(li)。一般在(zai)厚(hou)壁處產生拉應力(li)，薄壁處產生壓(ya)應力(li)。

  b. 機(ji)械(xie)應力：當(dang)鑄(zhu)件收縮時，受到鑄(zhu)型、型芯(xin)和澆冒口等機(ji)械(xie)阻礙而(er)產生的應力。機(ji)械(xie)應力一般為拉應力。

 ③. 減小(xiao)與消除應力的方法

  鑄件冷(leng)卻收(shou)縮(suo)不均，固(gu)態(tai)收(shou)縮(suo)受阻形(xing)成(cheng)的(de)應力(li)會降低零件的(de)承載能(neng)力(li)，應力(li)較(jiao)大時，會導致鑄件發生變形(xing)或開(kai)裂(lie)。

  在鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)工(gong)藝方面(mian)采(cai)用(yong)退(tui)讓(rang)性好的(de)(de)型砂和(he)芯砂，合(he)(he)理(li)設(she)置澆注系統與(yu)冒口，使(shi)鑄(zhu)(zhu)件各(ge)部(bu)分(fen)冷卻溫度差減小。采(cai)取合(he)(he)適的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)工(gong)藝，使(shi)鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)凝固(gu)(gu)過程符合(he)(he)同(tong)時凝固(gu)(gu)的(de)(de)原則；在鑄(zhu)(zhu)件結構上(shang)，盡量(liang)設(she)計成壁(bi)厚均(jun)勻(yun)、壁(bi)與(yu)壁(bi)之間(jian)連接均(jun)勻(yun)、熱節小而分(fen)散的(de)(de)結構；及時對鑄(zhu)(zhu)件進(jin)行(xing)消除(chu)(chu)應力退(tui)火，以消除(chu)(chu)其鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)應力。

  一般來說，具(ju)有恒(heng)定凝(ning)固溫度的(de)(de)(de)金(jin)屬和(he)合金(jin)（如共晶凝(ning)固）易形(xing)成集中縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔(kong)，合金(jin)的(de)(de)(de)凝(ning)固溫度范圍愈寬，則愈易形(xing)成分散的(de)(de)(de)縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔(kong)，即縮(suo)(suo)(suo)(suo)松(song)。工藝上(shang)(shang)控制(zhi)縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔(kong)的(de)(de)(de)方(fang)法是使鑄件實(shi)現順序凝(ning)固，在鑄件最后(hou)凝(ning)固的(de)(de)(de)部位進行補(bu)縮(suo)(suo)(suo)(suo)，實(shi)現自下而(er)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)順序凝(ning)固和(he)補(bu)縮(suo)(suo)(suo)(suo)，在上(shang)(shang)部最后(hou)凝(ning)固的(de)(de)(de)地方(fang)設置冒口(kou)，將縮(suo)(suo)(suo)(suo)孔(kong)移到(dao)冒口(kou)中去。

  工藝(yi)上控制鑄(zhu)造(zao)應力(li)(li)的主要方法是使(shi)鑄(zhu)件(jian)實現同時(shi)凝固。此外改(gai)善型(xing)砂、芯砂的退讓性，掌握好落(luo)砂的時(shi)間，并(bing)合理設計鑄(zhu)件(jian)等都能減少鑄(zhu)造(zao)應力(li)(li)。對于鑄(zhu)件(jian)內(nei)的殘余(yu)應力(li)(li)，可通過去應力(li)(li)退火加以消除。

  金屬的鑄造性能對鑄件結構的要(yao)求(qiu)是有助于(yu)金屬充型，使由收縮造成(cheng)的變形和開裂減少或不(bu)發生。

  在設計鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件結構時，還(huan)要(yao)考(kao)慮到(dao)金(jin)屬(shu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造性能(neng)(neng)的優劣，否則鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件就(jiu)會(hui)出現澆注不足、縮(suo)孔(kong)、縮(suo)松、冷隔、鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造應力、變(bian)形和裂(lie)紋等。往(wang)(wang)往(wang)(wang)在采用更合理(li)的鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件結構后，便可除這(zhe)些缺(que)陷(xian)。因此，應使鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件結構有利于合金(jin)液的充型，并能(neng)(neng)減輕或避免因合金(jin)收縮(suo)帶來的鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件缺(que)陷(xian)。