铸造模具铸件的致密性和健全性与合金的凝固方式密切相关。逐层凝固的凝固前沿与溶液直接接触,金属由液态转变为固态时发生的体积收缩,直接得到溶液的不给。因此,产生缩松的倾向性很小,而在最后凝固的部位形成缩孔;如果设置合理的冒口,可以使缩孔移至冒口。但是在壁的拐弯和壁的连接处仍然容易出现小缩孔;在长条或板状的中心处,容易产生轴线缩松。在凝固的过程中,由于收缩受阻而产生晶间裂纹时,容易得到溶液的补充,使裂纹愈合,所以热烈倾向很小。逐层凝固方式具有良好的补缩特性。
糊状凝固的晶体在溶液内部形核和生长,容易发展树枝的等轴晶,并且很快就连城一片(形成结晶骨架)。在连城一片之前,液体和固体可以一起流动,从冒口可以得到“整体”补缩;当形成结晶骨架以后,溶液被分割成一个个互不沟通的小熔池,难以得到补缩,最后形成缩松,所以糊状凝固时缩松倾向比较大。结晶骨架的形成,是固态线收缩提早开始,出现晶间裂纹时得不到溶液的补充,因而糊状凝固时热烈倾向比较大,糊状凝固方式使铸件的补缩特性变差。
中间方式凝固过程中在凝固初期,晶体也是从铸件表面向溶液内部生长成柱状晶,但表面尚未结壳,凝固区域较逐层凝固时宽;凝固区域继续加宽到一定程度后,表面开始结壳;在后期,柱状晶前方溶液中出现晶核并生长成等轴晶。
上述凝固凡是对补缩特性、热烈倾向性和充型性能的影响规律,都是在固相树枝晶生长为前提条件下得到的。如果固相析出时是鼓励的块状或片状,即没有形成结晶骨架的能力,则它们对补缩特性、热烈倾向性和充型性能的影响比较小。例如,过共晶 AI-Si合金结晶时,初晶硅块状,过共晶灰铸铁的初生相是石墨,这些都没有连接成骨架的能力。



