铸造密度不足怎么办

① 高温合金薄壁铸件k4169出现热裂与浇不足的原因与改进措施

GH4169（GH169）高温合金

GH4169合金是以体心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀强化的镍基高温合金，在-253～700℃温度范围内具有良好的综合性能,650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位,并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能,以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。

该合金的另一特点是合金组织对热加工工艺特别敏感，掌握合金中相析出和溶解规律及组织与工艺、性能间的相互关系，可针对不同的使用要求制定合理、可行的工艺规程，就能获得可满足不同强度级别和使用要求的各种零件。供应的品种有锻件、锻棒、轧棒、冷轧棒、圆饼、环件、板、带、丝、管等。可制成盘、环、叶片、轴、紧固件和弹性元件、板材结构件、机匣等零部件在航空上长期使用。

GH4169 材料牌号GH4169(GH169)

GH4169 相近牌号Inconel 718(美国),NC19FeNb(法国)

GH4169 材料的技术标准

GJB 2612-1996 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》

HB 6702-1993 《WZ8系列用GH4169合金棒材》

GJB 3165 《航空承力件用高温合金热轧和锻制棒材规范》

GJB 1952 《航空用高温合金冷轧薄板规范》

GJB 1953 《航空发动机转动件用高温合金热轧棒材规范》

GJB 2612 《焊接用高温合金冷拉丝材规范》

GJB 3317 《航空用高温合金热轧板材规范》

GJB 2297 《航空用高温合金冷拔（轧）无缝管规范》

GJB 3020 《航空用高温合金环坯规范》

GJB 3167 《冷镦用高温合金冷拉丝材规范》

GJB 3318 《航空用高温合金冷轧带材规范》

GJB 2611 《航空用高温合金冷拉棒材规范》

YB/T5247 《焊接用高温合金冷拉丝》

YB/T5249 《冷镦用高温合金冷拉丝》

YB/T5245 《普通承力件用高温合金热轧和锻制棒材》

GB/T14993 《转动部件用高温合金热轧棒材》

GB/T14994 《高温合金冷拉棒材》

GB/T14995 《高温合金热轧板》

GB/T14996 《高温合金冷轧薄板》

GB/T14997 《高温合金锻制圆饼》

GB/T14998 《高温合金坯件毛坏》

GB/T14992 《高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号》

HB 5199 《航空用高温合金冷轧薄板》

HB 5198 《航空叶片用变形高温合金棒材》

HB 5189 《航空叶片用变形高温合金棒材》

HB 6072 《WZ8系列用GH4169合金棒材》

GH4169化学成分：%

C P S Mn Si Ni Cr Cu Al Co Mo Ti Nb Fe

≤0.08 ≤0.015 ≤0.02 ≤0.35 ≤0.35 50.0~55.0 17.0~21.0 ≤0.30 0.20~0.80 ≤1.00 2.80~3.30 0.65~1.15 4.75~5.50 余量

余量该合金的化学成分分为3类：标准成分、优质成分、高纯成分。优质成分的在标准成分的基础上降碳增铌，从而减少碳化铌的数量，减少疲劳源和增加强化相的数量，提高抗疲劳性能和材料强度。同时减少有害杂质和气体含量。高纯成分是在优质标准基础上降低硫和有害杂质的含量，提高材料纯度和综合性能。

核能应用的GH4169合金，需控制硼含量（其他元素成分不变），具体含量由供需双方协商确定。

当ω（B）≤0.002%时，为与宇航工业用的GH4169合金加以区别，合金牌号为GH4169A。

GH4169 热处理制度

合金具有不同的热处理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和数量，从而获得不同级别的

力学性能。合金热处理制度分3类：

Ⅰ：(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。

经此制度处理的材料晶粒粗化，晶界和晶内均无δ相，存在缺口敏感性，但对提高冲击性能和抵抗低温氢脆有利。

Ⅱ：(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h 炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。

经此制度处理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的热处理制度，也称为标准热处理制度。

Ⅲ：720℃±5℃，8h,以50℃/h炉冷至620℃±5℃，8h，空冷。

经此制度处理后，材料中的δ相较少，能提高材料的强度和冲击性能。该制度也称为直接时效热处理制度。

GH4169 品种规格和供应状态

可以供应模锻件（盘、整体锻件）、饼、环、棒（锻棒、轧棒、冷拉棒）、板、丝、带、管、不同形状和尺寸的紧固件、弹性元件等、交货状态由供需双方商定。丝材以商定的交货状态成盘状交货。

GH4169 熔炼和铸造工艺

合金的冶炼工艺分为3类：真空感应加电渣重熔；真空感应加真空电弧重熔；真空感应加电渣重熔加真空电弧重熔。可根据零件的使用要求，选择所需的冶炼工艺，满足应用要求。

GH4169 应用概况与特殊要求

制造航空和航天发动机中的各种静止件和转动件，如盘、环件、机匣、轴、叶片、紧固件、弹性元件、燃气导管、密封元件等和焊接结构件；制造核能工业应用的各种弹性元件和格架；制造石油和化工领域应用的零件及其他零件。

近年来，在对该合金研究不断深化和对该合金应用不断扩大的基础上，为提高质量和降低成本，发展了很多新工艺：真空电弧重熔是采用氦气冷却工艺，有效减轻铌偏析；采用喷射成型工艺，生产环件，降低生产成本和缩短生产周期；采用超塑成型工艺，扩大产品的生产范围。

GH4169 熔化温度范围1260～1320℃。

GH4169密度ρ=8.24g/cm3。

GH4169磁性能合金无磁性。

GH4169相变温度

γ"相是该合金的主要强化相，其最高稳定温度是650℃，开始固熔温度为840～870℃，完全固熔温度是950℃，γ′相也是该合金的强化相，但数量少于γ"相，其析出温度是600℃，完全熔解温度是840℃；δ相的开始析出温度是700℃，析出峰温度是940℃，980℃开始熔解，完全熔解温度是1020℃。

GH4169合金组织结构

合金标准热处理状态的组织由γ基体、γ′、γ"、δ、NbC相组成。γ"(Ni3Nb)相是主要强化相，为体心四方有序结构的亚稳定相，呈圆盘状在基体中弥散共格析出，在长期时效或长期应用期间，有向δ相转变的趋势，使强度下降。γ′(Ni3(Al、Ti))相的数量次于γ"相，呈球状弥散析出，对合金起一部分强化作用。δ相主要在晶界析出，其形貌与锻造期间的终锻温度有关，终锻温度在900℃，形成针状，在晶界和晶内析出；终锻温度达930℃，δ相呈颗粒状，均匀分布；终锻温度达950℃，δ相呈短棒状，分布于晶界为主；终锻温度达980℃，在晶界析出少量针状δ相，锻件出现持久缺口敏感性。终锻温度达到1020℃或更高，锻件中无δ相析出，晶粒随之粗化，锻件有持久缺口敏感性。锻造过程中，δ相在晶界析出，能起到钉扎作用，阻碍晶粒粗化。

L相是变形GH4169合金中不允许存在的相，该相富铌，存在于铸锭枝晶间，降低铸锭初熔点，铸锭

中L相固溶温度和均匀化时间的关系。

GH4169工艺性能与要求

因GH4169合金中铌含量高，合金中的铌偏析程度与冶金工艺直接相关。电渣重熔和真空电弧熔炼的熔炼速度和电极棒的质量状态直接影响材质的优劣。熔速快，易形成富铌的黑斑；熔速慢，会形成贫铌的白斑；电极棒表面质量差和电极棒内部有裂纹，均易导致白斑的形成，所以，提高电极棒质量和控制熔速及提高钢锭的凝固速率是冶炼工艺的关键因素。为避免钢锭中的元素偏析过重，至今采用的钢锭直径不大于508mm。

均匀化工艺必须确保钢锭中的L相完全熔解。钢锭两阶段均匀化和中间坯二次均匀化处理的时间，根据钢锭和中间坯的直径而定。均匀化工艺的控制与材料中的铌偏析程度直接相关。

目前生产中采用的1160℃，20h±1180℃，44h的均匀化工艺，尚不足以消除钢锭中心的偏析，因此建议采用以下均匀化工艺：

1. 1150～1160℃，20～30h+1180～1190℃，110～130h；

2. 1160℃，24h+1200℃，70h[20]。

经均匀化处理的合金具有良好的热加工性能，钢锭的开坯加热温度不得超过1120℃。锻件的锻造工艺应根据锻件使用状况和应用要求，结合生产厂的生产条件而定。开坯和生产锻件是，中间退火温度和终锻温度必须根据零件所要求的组织状态和性能来确定，一般情况下，锻造的终锻温度控制在930～950℃之间为宜。

GH4169焊接性能

合金具有满意的焊接性能，可用氩弧焊、电子束焊、缝焊、点焊等方法进行焊接。

对直接时效状态的零部件，推荐采用惯性摩擦焊以保持其强化效果，选用合适的摩擦焊工艺参数，在保留细晶组织的同时，焊缝边缘及热影响区还可以保留强化相γ′和γ"以及δ相，因此对接头性能无明显影响，对直接时效的锻件，可在锻造状态进行摩擦焊，焊后再进行直接时效处理（制度Ⅲ），可获得持久强度很高的焊接接头。

GH4169零件热处理工艺

航空零件的热处理通常按1.5条规定的Ⅱ、Ⅲ两种制度，即标准热处理制度和直接时效热处理制度进行。再有技术依据的条件下，也可采用其他制度热处理。按标准制度热处理时，固溶处理可在950～980℃范围内，在选定的温度±10℃下进行。

GH4169表面处理工艺

必要时可对零件表面局面进行喷丸强化、孔挤压强化或螺纹滚压强化工序，使零件在交变载荷条件下工作的寿命成倍增长。

对要求喷涂耐磨封严涂层的零件，可采用等离子喷涂或爆炸喷涂工艺，以爆炸喷涂为佳，爆炸喷涂涂层与基体结合强度高，涂层致密、硬度高、孔隙率低，耐磨性好。

GH4169切削加工与磨削性能

合金可满意地进行切削加工。

机械加工时必须确保圆弧达到设计要求和平滑过渡，不允许在机械加工、装配或运输中出现尖角、坑与划伤缺口，因为在这些缺陷出，可形成过量的应力集中，在使用中会导致严重事故的发生。

② 如何解决铸造缺陷

铸造铸铁件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足、缩松、缩孔、缺肉，肉瘤等 。

1、气孔：气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将 会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。

防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。

2、粘砂：铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命 。

防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。

3、夹砂：在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。

铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。

4、砂眼 ：在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。

5、胀砂 ：浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时 的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力 。

6、冷隔和浇不足 ：液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足 时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。

防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。

铸造缺陷的解决方法：铸造缺陷如气孔、缩孔、砂眼、粘砂和裂纹等，铸造缺陷一直是铸造行业无法避免和难以解决的问题。修复不合格铸件，常规方法主要是进行焊补，需要熟练工人，耗费时间，并消耗大量材料。有时受部件材质的影响，焊接还会导致损坏加剧，造成部件报废，加大了企业设备的生产成本。采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。

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③ 常见的铸造缺陷有哪些形成的原因及解决办法

铸造缩孔、铸件表面粗糙不光洁、铸件发生龟裂、球状突起和铸件飞边这是常见的五种铸造缺陷，下面就详细介绍一下形成原因和解决办法。

铸造缩孔

原因：有合金凝固收缩产生铸造缩孔和合金溶解时吸收了大量的空气中的氧气、氮气等，合金凝固时放出气体造成铸造缩孔。

解决的办法：

1、放置储金球；

2、加粗铸道的直径或减短铸道的长度；

3、增加金属的用量。

铸件表面粗糙不光洁

原因：型腔表面粗糙和熔化的金属与型腔表面产生了化学反应，主要体现出下列情况。

1、包埋料粒子粗，搅拌后不细腻；

2、包埋料固化后直接放入茂福炉中焙烧，水分过多；

3、陪烧的升温速度过快,型腔中的不同位置产生膨胀差，使型腔内面剥落；

4、焙烧的最高温度过高或焙烧时间过长，使型腔内面过于干燥等；

5、金属的熔化温度或铸圈的焙烧的温度过高，使金属与型腔产生反应，铸件表面烧粘了包埋料；

6、铸型的焙烧不充分，已熔化的金属铸入时，引起包埋料的分解，发生较多的气体,在铸件表面产生麻点；

7、熔化的金属铸入后，造成型腔中局部的温度过高，铸件表面产生局部的粗糙。

解决的办法：

1、不要过度熔化金属；

2、铸型的焙烧温度不要过高；

3、铸型的焙烧温度不要过低(磷酸盐包埋料的焙烧温度为800度-900度)；

4、避免发生组织面向铸道方向出现凹陷的现象；

5、在蜡型上涂布防止烧粘的液体。

铸件发生龟裂

原因：1、通常因该处的金属凝固过快，产生铸造缺陷(接缝)；2、因高温产生的龟裂。

解决的办法：使用强度低的包埋料，尽量降低金属的铸入温度，不使用延展性小的.较脆的合金。

球状突起

原因：包埋料调和后残留的空气(气泡)停留在蜡型的表面而造成。

解决的办法：

1、真空调和包埋料，采用真空包埋后效果更好；

2、包埋前在蜡型的表面喷射界面活性剂；

3、先把包埋料涂布在蜡型上；

4、采用加压包埋的方法，挤出气泡；

5、包埋时留意蜡型的方向，蜡型与铸道连接处的下方不要有凹陷；

6、防止包埋时混入气泡；

7、灌满铸圈后不得再震荡。

铸件飞边

原因：因铸圈龟裂，熔化的金属流入型腔的裂纹中。

解决的办法:

1、改变包埋条件。使用强度较高的包埋料，石膏类包埋料的强度低于磷酸盐类包埋料，故使用时应谨慎，尽量使用有圈铸造，无圈铸造时，铸圈易产生龟裂。

2、焙烧的条件。勿在包埋料固化后直接焙烧(应在数小时后再焙烧)，应缓缓的升温，焙烧后立即铸造，勿重复焙烧铸圈。

(3)铸造密度不足怎么办扩展阅读

铸造缺陷一直是铸造行业无法避免和难以解决的问题。修复不合格铸件，常规方法主要是进行焊补，需要熟练工人，耗费时间，并消耗大量材料。有时受部件材质的影响，焊接还会导致损坏加剧，造成部件报废，加大了企业设备的生产成本。现市面上有一种金属修补剂专门针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。

④ 铸造成品加工硬怎么办

浇注温度是跟你铸件重量大小有关的，你把你的炉前成分控制（C、Si、Mn、S）主要这几个元素外加其他你们工艺控制的合金元素、铸件重量大小写出来才可以分析下嘛。你加工硬原因可能是多方面的：1、碳当量低2、浇注温度低导致的孕育衰退3、含Mn量太高导致切削性能差4、孕育量偏少导致薄壁处孕育效果不好而异常的硬5、炉子的配料，废钢比例是否太高了

⑤ 铝合金铸造疏松，解决方法有哪些，最好写一下原理特别是下面3条的原理

铝合金的铸造，由于往往批量比较大，多半用金属模、浇注机和金属熔化炉三者合为一体的装置自动化或者半自动化生产，效率高，成本低。
如果产品出现疏松，往往因为铝合金溶液被压缩到模具里以后流通不顺畅，工件头部（液态金属最后流到部位）液态铝合金冷却结晶过程中，热胀冷缩，后续液态金属未能及时补充造成的缺陷 。很明显，其他条件不变，
1、提高浇注制造温度，液态金属浇注时的比如得到改善流动性，金属被浇注到模具里冷却结晶时间会后延长，对避免疏松是有好处的；

2、降低铸造速度。其本质是对单个模具浇注时间延长，避免液态金属浇注量不足，工件后期结晶过程没有充分的液态金属补充而造成的缺陷；
3、检查金属熔炉供气系统、供气量，是否合乎要求；熔炼铝合金原的料是否合乎要求，杂质太多，熔炼困难，影响结晶过程，会导致出现缺陷；
4、至于提高冷却强度，我认为书本知识要灵活掌握运用。为了减少疏松出现，我 认为应该采取液态金属浇注到模具以后，冷却速度要减慢，使液态金属有更多时间流向结晶较慢的位置，避免疏松出现。
5、如果是新模具试用，还要考虑产品安排（位置数量）浇道、浇口、冒口（位置及其大小）等等。
供参考。

⑥ 铸造过程中出现浇注不足的现象怎么解决

原因有：
1、浇注温度过低，流动性不够
2、浇注压头不够，浇注速度慢。
解决方案：
1、视铸件结构和成分，选择适宜的浇注温度
2、提高浇注压头，快速浇注

⑦ 如铸件有致密度要求,如用压力铸造方法生产能否满足要求什么是真空压铸

对铸件质量、生产周期的要求也越来越苛刻 常见的特种铸造方法:熔模铸造,消失模铸造,金属型铸造,压力铸造,低压铸造,挤压铸 造,差压铸造,真空吸铸,离心铸造

⑧ 低压铸造浇不足的原因

浇注速度过慢，铁水在浇注过程中温度降低，流动性下降无法充满型腔；也可能是浇注温度太低，铁水流动性差，造成充型不满。可以尝试下提高浇注温度或者加大入水面积来改善浇注情况。

⑨ 压铸件密度影响因素有哪些

密度在2.7至2.84范围内，铸铝根据型号不同添加的合金元素不同密度自然也有所差别，一般来讲含铜元素高的铝合金密度比较高。

⑩ 生铁铸造中添加什么能降低生铁密度

密度降低很不明显的，铸造中没有这样的技术指标呀，如果一定要降低的，添加一些低密度的金属了，不过产品性能就影响了