金属在凝固时,收缩使整个铸锭的体积减小

金属在凝固时,收缩使整个铸锭的体积减小

当液态金属表面没有凝固时，已结晶部分的收缩只是使铸模内金属液的水平面降低而已。立式连续铸锭过程即属于此。金属在凝固时，收缩使整个铸锭的体积减小。就纯金属和共晶合金而言，在凝固点温度上即开始凝固收缩。金属中加入其他元素之后，开始凝固收缩的温度便下降。在铸造时，合金开始凝固收缩线应该发生在金属外壳的晶体骨架连成整体的瞬间，即开始凝固收缩线的位置应处于凝固区，严格地说应处于液固区与固液区的转换温度点。
在浇铸条件方面，浇铸温度愈高则线收缩率愈小。在连续铸造过程中，铸造速度提高，则线收缩率增大；结晶器高度增加，线收缩率减小。在普通金属模中浇铸时，铸模重量与被铸金属重量之比增大，则线收缩率增加；如果将铸模加以预热，则线收缩率减少。    在铸造生产中，金属体积收缩所引起的最主要的效应之一首先是金属凝固时形成的多孔性，使铸锭和铸件在凝固末期形成缩孔。其次是由于收缩，整个铸锭的体积减小，金属的密度和铸锭的尺寸发生了变化，因此在设计结晶器时要充分考虑这种线收缩的影响。再次是由于不均匀收缩，在金属内部产生了内应力，即所谓残余应力，这种应力往往导致金属的弹性变形和塑性变形，当应力超过金属的强度时会产生裂纹。    在连续铸锭过程中，铸锭冷凝收缩，使铸锭凝固壳与结晶器壁之间产生空隙。从凝固传热的角度考虑，这种空隙对连铸过程是很不利的，致使激冷形成的凝固壳层温度回升，以至重熔。从凝固壳表面与结晶器壁之间相对运动的角度来考虑，这种空隙的形成使连续铸锭过程得以实现，因为空隙有利于铸锭从结晶器内拉出来，而且有利于润滑剂的导人而降低接触面的摩擦系数，避免磨破凝固薄壳。在连续铸锭过程中应适其利而避其害；利处在结晶器内的接触区，害处主要在稳定的空隙区