鑄鐵件在冷卻和凝固過程中所經(jīng)歷的體積變化、收縮行為不同于目前工業(yè)上使用的大多數(shù)金屬與合金。
鑄鐵件的收縮值除與合金化學(xué)成分、澆注溫度有關(guān)外，還強(qiáng)烈地依賴于冷卻速度。而鑄件的冷卻速度和鑄型的熱物理參數(shù)有關(guān),在一般清況下，主要取決于鑄件的結(jié)構(gòu)和壁厚。
1.?三角形試樣它是一個簡單的鑄件。壁厚由小到大連續(xù)變化，冷卻速度也由大到小連續(xù)變化。生產(chǎn)中利用它在不同部位的不同冷卻速度所形成的不同白口寬度來預(yù)報和控制鐵液的化學(xué)成分及孕育效果。這在鑄造工芝上也是一個啟示：同一個鑄型、同樣的化學(xué)成分、相同的濟(jì)注溫度，由于壁厚差別，形成了白口、麻口與灰口等不同的組織，并對應(yīng)有不同的收縮。對于一個鑄件，總存在壁厚差另，就是壁厚非常均勻的平板、套筒、立方體等類鑄件，其棱角與中心、內(nèi)角與外角、芯子與外型散熱也是不同的，擬固組織中樹枝晶和石墨數(shù)量就會有差別。
近期的研究表明：在灰口凝固的條件下，冷卻速度不同，奧氏體枝晶數(shù)量也不同。例如碳當(dāng)量CE=3.80%?3.84%，wsi/wc=0,46?0.52的亞共晶灰鑄鐵，冷卻速度為3℃/min(與通常用熱分析法測定平衡相圖的冷卻速度接近)，對成的奧氏體枝晶的體積分?jǐn)?shù)為20.5%(與平衡相圖的計算接近)；當(dāng)冷卻速度增加到200℃/min(相當(dāng)于Φ30mm干砂型試棒的冷卻條件)，對應(yīng)的初生奧氏體枝晶總的體積分?jǐn)?shù)為44.6%°和平衡凝固狀態(tài)相比，鑄造條件下奧氏體技晶的體積分?jǐn)?shù)增加為2.2倍.大量枝晶的早期析出，會加大鐵液共晶反應(yīng)前的體收縮。
2.?圓球形試樣收縮試驗(yàn)?在一個鑄型內(nèi)，用同一包鐵液澆注直徑為如40mm、60mm、80mm,100mm、120mm,160mm、180mm、200mm的圓球，直澆道Φ12mm,頂注，不設(shè)冒口補(bǔ)縮，澆注工藝菟圖1-la.分別在干砂型、水玻璃砂型及濕砂型的生產(chǎn)條件下，同時澆注灰鑄鐵(HT200)和球墨鑄鐵(QT500-7)鐵液，測得不同直徑圓球的縮孔體積,其與對應(yīng)圓球體積比值作為圓球試樣的體積收縮率。試樣經(jīng)過解剖，內(nèi)部無分散性縮孔及縮松。體收縮率隨圓球直徑的變化規(guī)律如下圖

從圖1-1可以看出①?圓球體收縮率隨其直徑的增大呈規(guī)律性變化。圓球直徑小，體收縮率較大。當(dāng)圓球的直徑增大到某一值后，體收縮率減小。這說明鑄鐵件壁厚增大到一定值后,體收縮有減小的趨勢。
②鑄型剛性的影響。同樣的合金，干砂型時體收縮率較小，濕砂型時體收縮率較大，水玻璃砂型居中。
③?球墨鑄鐵的體收縮宰，在圓球直徑較小時大于灰鑄鐵，在圓球直徑較大時小于灰鑄鐵。

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綜上所述，鑄鐵件的收縮值不是材料上的常數(shù)，隨化學(xué)成分、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄造工藝條件的變化而變化，不能根據(jù)合金的種類或牌號給理一個確定的收縮值，更不能用一些資料提供的鑄鐵合金的收縮值設(shè)計鑄鐵件的冒口尺寸.鑄鐵合金的收縮值與鑄鐵件的收縮值是兩回事。
鑄鐵臺金的體收縮一般都是用一個有限尺寸的小試樣來測定的。眾多的研究結(jié)果表明：用物理方法精確測量鑄鐵冷卻和凝固期間體積變化是難以實(shí)現(xiàn)的，真實(shí)收縮的定量數(shù)據(jù)是無法得到的.因?yàn)樵嚇拥臏囟仁遣痪鶆虻?，凝固總是從底部到頂部，從邊緣到中心進(jìn)行，不同部位同一時間產(chǎn)生的收縮和膨脹的相抵作用，使收縮值減小，試樣溫度分布越不均勻，測得的收縮值波動越大。
這就是目前各個訥充者提供的鑄鐵合金收縮值差別較大的原因。試樣是一種特殊的鑄件。鑄件有一定的大小、也狀和結(jié)構(gòu)，這是千差萬別的，從而影響到實(shí)際冷卻速度和溫度分布的差別，也影響到同時刻不同部位收縮和膨脹的疊加情況，即石墨化膨脹的利用程度。這樣，從收縮與膨脹數(shù)制、收縮與膨脹時間進(jìn)程上產(chǎn)生的差異，就構(gòu)成同一種合金澆注不同的鑄件，對應(yīng)有不同收縮值的情況.在一般砂型鑄造條件下，越是薄小件，收縮值越大，越是要強(qiáng)調(diào)補(bǔ)縮；越是厚大件，收縮有減小的趨勢，冒口可適當(dāng)減小或不放冒口，實(shí)現(xiàn)小冒口或無冒口鑄造。

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