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)(jin)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)性能(neng)包(bao)括有鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)用(yong)液(ye)(ye)體(ti)(ti)合(he)金(jin)(jin)的(de)氧(yang)化性、吸氣性、流動性及冷卻凝(ning)固時的(de)收(shou)縮(suo)、偏析等(deng)。如果(guo)液(ye)(ye)體(ti)(ti)合(he)金(jin)(jin)不(bu)易(yi)氧(yang)化，熔液(ye)(ye)不(bu)易(yi)吸收(shou)氣體(ti)(ti)；澆注時金(jin)(jin)屬熔液(ye)(ye)容易(yi)充(chong)滿型腔；凝(ning)固時鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)不(bu)易(yi)產生(sheng)縮(suo)孔，而且(qie)化學成分均(jun)勻；冷卻時鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)不(bu)發生(sheng)變(bian)形和開裂，這樣的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)金(jin)(jin)屬就被(bei)認為有良好(hao)的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)性能(neng)，容易(yi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)成完整而優質的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)。相反，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)金(jin)(jin)屬的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)性能(neng)不(bu)良，則容易(yi)使鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)產生(sheng)缺陷(xian)。為了保證鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)質量，必須增加(jia)相應的(de)工藝措施，因此就有可能(neng)提高(gao)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)的(de)生(sheng)產成本。
1. 合(he)金的流(liu)動性
合(he)金(jin)的(de)(de)流動性是(shi)指(zhi)液態(tai)合(he)金(jin)的(de)(de)流動能(neng)力(li)，即液態(tai)合(he)金(jin)充滿(man)鑄(zhu)(zhu)型(xing)的(de)(de)能(neng)力(li)。流動性好(hao)的(de)(de)合(he)金(jin)，易于(yu)(yu)充滿(man)薄(bo)而(er)復雜的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)型(xing)腔，便(bian)于(yu)(yu)澆(jiao)注(zhu)出輪廓清晰的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件，減少澆(jiao)注(zhu)不足、冷隔等(deng)缺陷；有利(li)(li)于(yu)(yu)液體(ti)合(he)金(jin)中氣(qi)體(ti)和非(fei)金(jin)屬(shu)夾(jia)雜物的(de)(de)上浮與排(pai)出，有利(li)(li)于(yu)(yu)對合(he)金(jin)凝固過程中產生(sheng)的(de)(de)收縮(suo)(suo)進行補縮(suo)(suo)，減少鑄(zhu)(zhu)件中氣(qi)孔、夾(jia)渣、縮(suo)(suo)孔、縮(suo)(suo)松等(deng)缺陷的(de)(de)產生(sheng)。因此，合(he)金(jin)的(de)(de)流動性直接影(ying)響到(dao)鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)質量(liang)，良(liang)好(hao)的(de)(de)流動性是(shi)獲得優質鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)基本條(tiao)件。
合金的充型(xing)能力(li)取決于金屬液本身(shen)的流(liu)動(dong)能力(li)，同時又受鑄(zhu)(zhu)型(xing)性質、澆注條件及(ji)鑄(zhu)(zhu)件結構等影響。影響流(liu)動(dong)性的因素(su)主要(yao)包括以下三個(ge)方面：
①. 合金的化(hua)學成分
合金的(de)化學(xue)成分不(bu)同，它們的(de)熔點及結晶(jing)溫(wen)度范圍(wei)不(bu)同，其(qi)(qi)流(liu)動(dong)性也不(bu)同。共晶(jing)成分的(de)合金流(liu)動(dong)性最(zui)好，其(qi)(qi)結晶(jing)是在(zai)恒(heng)溫(wen)下(xia)進行，凝固(gu)(gu)時從(cong)表面(mian)逐(zhu)層向中心發展，已凝固(gu)(gu)的(de)硬(ying)殼(ke)內表面(mian)比較光(guang)滑(hua)，對(dui)尚未(wei)凝固(gu)(gu)的(de)液(ye)體(ti)流(liu)動(dong)阻力小；隨著結晶(jing)溫(wen)度范圍(wei)的(de)擴大(da)，較早形成的(de)樹枝狀晶(jing)體(ti)，使(shi)凝固(gu)(gu)的(de)硬(ying)殼(ke)內表面(mian)參差(cha)不(bu)齊，將阻礙(ai)金屬(shu)的(de)流(liu)動(dong)。因(yin)此(ci)，從(cong)流(liu)動(dong)性考慮，宜選用共晶(jing)成分或窄(zhai)結晶(jing)溫(wen)度范圍(wei)的(de)合金作為鑄(zhu)(zhu)造合金。其(qi)(qi)中灰鑄(zhu)(zhu)鐵的(de)流(liu)動(dong)性最(zui)好，鑄(zhu)(zhu)鋼的(de)流(liu)動(dong)性最(zui)差(cha)。
②. 澆注溫度
澆(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對合(he)金(jin)的(de)(de)充(chong)型能力(li)有著決(jue)定(ding)性的(de)(de)影(ying)響。在(zai)一定(ding)的(de)(de)范圍內，澆(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)愈(yu)高，合(he)金(jin)液的(de)(de)黏度(du)(du)(du)愈(yu)低，且在(zai)鑄型中流動(dong)的(de)(de)時間(jian)增(zeng)長，充(chong)型能力(li)增(zeng)強，反之(zhi)充(chong)型能力(li)差。因(yin)此，為防止澆(jiao)不足和冷隔缺(que)陷(xian)的(de)(de)產(chan)生，對薄壁鑄件(jian)或流動(dong)性較差的(de)(de)合(he)金(jin)可適當提高澆(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。但澆(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)過高，液態合(he)金(jin)的(de)(de)收縮(suo)增(zeng)大，吸氣量(liang)增(zeng)大，氧化嚴重。容易導致(zhi)縮(suo)孔、縮(suo)松、粘(zhan)砂、氣孔、粗晶等缺(que)陷(xian)，因(yin)此，在(zai)保證(zheng)充(chong)型能力(li)足夠(gou)的(de)(de)條件(jian)下(xia)，應盡量(liang)降低澆(jiao)注溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，復雜薄壁件(jian)取上限。
③. 鑄(zhu)型(xing)的結構特(te)征
鑄型(xing)中(zhong)凡(fan)能(neng)增加(jia)金屬(shu)(shu)液流(liu)動(dong)(dong)阻力(li)和冷(leng)(leng)卻速度的(de)因素，如型(xing)腔的(de)表面(mian)粗糙(cao)、排氣(qi)(qi)不暢、內(nei)澆道尺寸(cun)過小、鑄型(xing)材料導熱性(xing)(xing)大(da)；鑄型(xing)型(xing)腔中(zhong)的(de)產氣(qi)(qi)量及排氣(qi)(qi)能(neng)力(li)；鑄件結構的(de)復雜程度和表面(mian)粗糙(cao)度等，均會降(jiang)低金屬(shu)(shu)的(de)流(liu)動(dong)(dong)性(xing)(xing)。凡(fan)是增大(da)冷(leng)(leng)卻速度和增大(da)流(liu)動(dong)(dong)阻力(li)的(de)因素都會降(jiang)低充型(xing)能(neng)力(li)。如金屬(shu)(shu)型(xing)比(bi)砂型(xing)冷(leng)(leng)卻快；薄(bo)壁鑄件的(de)流(liu)動(dong)(dong)阻力(li)大(da)，排氣(qi)(qi)不良時，氣(qi)(qi)體對合(he)金產生背壓等都會降(jiang)低合(he)金的(de)充型(xing)能(neng)力(li)。
2. 合金的收縮
鑄件(jian)在(zai)凝(ning)固(gu)冷卻(que)過(guo)程中，體(ti)積(ji)與尺(chi)寸(cun)會逐漸(jian)減(jian)(jian)小(xiao)，這種現(xian)象稱(cheng)為(wei)收(shou)縮(suo)。收(shou)縮(suo)是鑄件(jian)中許多(duo)缺陷，如縮(suo)孔、縮(suo)松、裂(lie)紋和(he)(he)殘(can)余應力等產生的(de)(de)基本原因。合金的(de)(de)收(shou)縮(suo)過(guo)程經歷液態收(shou)縮(suo)、凝(ning)固(gu)收(shou)縮(suo)和(he)(he)固(gu)態收(shou)縮(suo)三(san)個階段。液態收(shou)縮(suo)和(he)(he)凝(ning)固(gu)收(shou)縮(suo)引起的(de)(de)合金體(ti)積(ji)減(jian)(jian)小(xiao)，稱(cheng)為(wei)體(ti)收(shou)縮(suo)；固(gu)態收(shou)縮(suo)引起鑄件(jian)尺(chi)寸(cun)減(jian)(jian)小(xiao)，稱(cheng)為(wei)線收(shou)縮(suo)。
體收(shou)縮是鑄件(jian)產生(sheng)縮孔、縮松的(de)(de)根本原因(yin)，線收(shou)縮是鑄件(jian)產生(sheng)應力、變形與(yu)裂(lie)紋的(de)(de)根本原因(yin)。
①. 縮孔和縮松
金(jin)屬液在凝固(gu)過程中，合金(jin)的(de)液態收(shou)縮(suo)值(zhi)和(he)凝固(gu)收(shou)縮(suo)值(zhi)大于固(gu)態收(shou)縮(suo)值(zhi)，且得不(bu)到(dao)補償。縮(suo)孔(kong)產生的(de)部位在鑄件最后凝固(gu)區(qu)域，此(ci)區(qu)域也稱熱(re)節。如圖1-1所示為(wei)縮(suo)孔(kong)的(de)形成示意圖。
圖1-2所示為縮(suo)松的(de)(de)形成示意圖。縮(suo)松主要出現在(zai)糊(hu)狀凝(ning)固(gu)的(de)(de)合(he)金中(zhong)，或斷面較大的(de)(de)鑄(zhu)件壁(bi)中(zhong)。一般出現在(zai)鑄(zhu)件壁(bi)的(de)(de)軸線區域、熱節處、冒口根部和內澆口附近，也常分布(bu)在(zai)集中(zhong)縮(suo)孔(kong)的(de)(de)下(xia)方。
縮(suo)孔和縮(suo)松(song)會降低鑄(zhu)件的力學(xue)性能(neng)，縮(suo)松(song)還會降低鑄(zhu)件的氣密(mi)性。采用定向凝固原則可防止(zhi)縮(suo)孔產生，如圖1-3所示。
②. 鑄(zhu)造應力
鑄(zhu)件(jian)凝固收縮時，使(shi)鑄(zhu)件(jian)的體(ti)積(ji)和長度發生(sheng)變(bian)化，如果收縮受(shou)阻，就會(hui)在鑄(zhu)件(jian)中(zhong)產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)(li)，這種(zhong)應(ying)力(li)(li)不(bu)是由外(wai)加載荷產(chan)生(sheng)的，而是鑄(zhu)造(zao)本(ben)身的原因，故稱為(wei)鑄(zhu)造(zao)（內(nei)）應(ying)力(li)(li)。它主要(yao)包括熱應(ying)力(li)(li)和機械(xie)應(ying)力(li)(li)。這兩(liang)種(zhong)應(ying)力(li)(li)得不(bu)到及時消除，同時產(chan)生(sheng)作用(yong)會(hui)引起鑄(zhu)件(jian)的變(bian)形(xing)，甚(shen)至產(chan)生(sheng)裂紋。
a. 熱應(ying)力(li)：由于鑄件(jian)壁厚不(bu)均勻、冷卻不(bu)一(yi)致(zhi)導(dao)致(zhi)的應(ying)力(li)。一(yi)般在厚壁處產(chan)生(sheng)拉(la)應(ying)力(li)，薄壁處產(chan)生(sheng)壓(ya)應(ying)力(li)。
b. 機(ji)械(xie)應力(li)(li)：當鑄件(jian)收縮時，受到(dao)鑄型(xing)、型(xing)芯和(he)澆(jiao)冒口等機(ji)械(xie)阻礙而產(chan)生的應力(li)(li)。機(ji)械(xie)應力(li)(li)一(yi)般為拉應力(li)(li)。
③. 減小與(yu)消除(chu)應力的方法
鑄(zhu)件(jian)冷卻(que)收縮不均，固態(tai)收縮受阻形成的應(ying)力會(hui)降低零件(jian)的承載能力，應(ying)力較大(da)時，會(hui)導致鑄(zhu)件(jian)發生變(bian)形或開(kai)裂(lie)。
在(zai)鑄(zhu)(zhu)造工藝方面采用退(tui)讓性好的型(xing)砂和芯砂，合(he)理設置澆(jiao)注系統(tong)與冒口，使鑄(zhu)(zhu)件各部分冷(leng)卻(que)溫度差減小(xiao)。采取合(he)適的鑄(zhu)(zhu)造工藝，使鑄(zhu)(zhu)件的凝(ning)固過(guo)程(cheng)符合(he)同時凝(ning)固的原則；在(zai)鑄(zhu)(zhu)件結構上(shang)，盡(jin)量設計(ji)成壁厚均勻、壁與壁之(zhi)間連接均勻、熱(re)節小(xiao)而分散(san)的結構；及時對鑄(zhu)(zhu)件進(jin)行(xing)消(xiao)除(chu)應力退(tui)火，以消(xiao)除(chu)其鑄(zhu)(zhu)造應力。
一般來(lai)說，具有恒定凝固溫(wen)度的金屬(shu)和(he)合(he)金（如共(gong)晶凝固）易形成(cheng)集中縮孔(kong)，合(he)金的凝固溫(wen)度范(fan)圍愈寬，則愈易形成(cheng)分散的縮孔(kong)，即縮松。工藝上控制縮孔(kong)的方(fang)法(fa)是使鑄件(jian)實現(xian)順序(xu)凝固，在(zai)鑄件(jian)最后凝固的部位進行補縮，實現(xian)自(zi)下而上的順序(xu)凝固和(he)補縮，在(zai)上部最后凝固的地方(fang)設置(zhi)冒口，將(jiang)縮孔(kong)移到冒口中去。
工(gong)藝上(shang)控制(zhi)鑄(zhu)造應(ying)力的(de)(de)主要方法(fa)是使鑄(zhu)件(jian)實現(xian)同時(shi)凝(ning)固。此外改善(shan)型砂、芯砂的(de)(de)退(tui)讓性(xing)，掌握好落砂的(de)(de)時(shi)間，并合理設計鑄(zhu)件(jian)等都能(neng)減(jian)少(shao)鑄(zhu)造應(ying)力。對(dui)于鑄(zhu)件(jian)內的(de)(de)殘余應(ying)力，可通過去應(ying)力退(tui)火加以消除。
金(jin)屬的鑄造性能對鑄件結構的要求是有助于(yu)金(jin)屬充(chong)型，使由收縮造成的變形和開裂減少或不(bu)發(fa)生(sheng)。
在設計鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)結構時，還要(yao)考慮到金(jin)屬鑄(zhu)(zhu)(zhu)造性能的優劣，否則鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)就會(hui)出現澆注(zhu)不足、縮(suo)孔、縮(suo)松、冷隔、鑄(zhu)(zhu)(zhu)造應力、變形和裂紋等。往往在采(cai)用(yong)更合(he)理的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)結構后，便可除這些缺(que)陷(xian)。因此(ci)，應使鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)結構有利(li)于合(he)金(jin)液(ye)的充型，并能減(jian)輕或避免因合(he)金(jin)收縮(suo)帶來的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)缺(que)陷(xian)。
