合金凝固溫度范圍和鑄件溫度梯度會對鑄件的凝固方式產生影響，化學成分不同、澆注溫度和鑄件結構會對逐漸的收縮產生影響。

（一）鑄件的凝固方式及影響因素

1.鑄件的凝固方式

（1）逐層凝固方式

合金在凝固過程中其斷面上固相和液相由一條界線清楚地分開，這種凝固方式稱為逐層凝固。常見合金如灰鑄鐵、低碳鋼、工業(yè)純銅、工業(yè)純鋁、共晶鋁硅合金及某些黃銅都屬于逐層凝固的合金。

（2）糊狀凝固方式

合金在凝固過程中先呈糊狀而后凝固，這種凝固方式稱為糊狀凝固。球墨鑄鐵、高碳鋼、錫青銅和某些黃銅等都是糊狀凝固的合金。

（3）中間凝固方式

大多數合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。

2.凝固方式的影響因素

（1）合金凝固溫度范圍的影響

合金的液相線和固相交叉在一起，或間距很小，則金屬趨于逐層凝固；如兩條相線之間的距離很大，則趨于糊狀凝固；如兩條相線間距離較小，則趨于中間凝固方式。

（2）鑄件溫度梯度的影響

增大溫度梯度，可以使合金的凝固方式向逐層凝固轉化；反之，鑄件的凝固方式向糊狀凝固轉化。

（二）鑄造合金的收縮

鑄造合金從液態(tài)冷卻到室溫的過程中，其體積和尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。它主要包括以下三個階段：

1.液態(tài)收縮金屬在液態(tài)時由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。

2.凝固收縮熔融金屬在凝固階段的體積收縮。液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產生縮孔和縮松的基本原因。

3.固態(tài)收縮金屬在固態(tài)時由于溫度降低而發(fā)生的體積收縮。固態(tài)收縮對鑄件的形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應力、變形和裂紋等缺陷產生的基本原因。

（三）影響合金收縮的因素

1.化學成分不同成分的合金其收縮率一般也不相同。在常用鑄造合金中鑄剛的收縮最大，灰鑄鐵最小。

2.澆注溫度合金澆注溫度越高，過熱度越大，液體收縮越大。

3.鑄件結構與鑄型條件鑄件冷卻收縮時，因其形狀、尺寸的不同，各部分的冷卻速度不同，導致收縮不一致，且互相阻礙，又加之鑄型和型芯對鑄件收縮的阻力，故鑄件的實際收縮率總是小于其自由收縮率。這種阻力越大，鑄件的實際收縮率就越小。

（四）收縮對鑄件質量的影響

1.縮孔和縮松

（1）縮孔的形成

縮孔總是出現(xiàn)在鑄件上部或最后凝固的部位，其外形特征是：內表面粗糙，形狀不規(guī)則，多近于倒圓錐形。通�？s孔隱藏于鑄件的內部，有時經切削加工才能暴露出來�？s孔形成的主要原因是液態(tài)收縮和凝固收縮。

（2）縮松的形成

宏觀縮松多分布在鑄件最后凝固的部位，顯微縮松則是存在于在晶粒之間的微小孔洞，形成縮松的主要原因也是液態(tài)收縮和凝固收縮所致。

（3）縮孔、縮松的防止措施

a）采用定向凝固的原則所謂定向凝固，是使鑄件按規(guī)定方向從一部分到另一部分逐漸凝固的過程。冒口和冷鐵的合理使用，可造成鑄件的定向凝固，有效地消除縮孔、縮松。

b）合理確定鑄件的澆注位置、內澆道位置及澆注工藝澆注位置的選擇應服從定向凝固原則；內澆道應開設在鑄件的厚壁處或靠近冒口；要合理選擇澆注溫度和澆注速度，在不增加其它缺陷的前提下，應盡量降低澆注溫度和澆注速度。

2.鑄造應力、變形和裂紋

在鑄件的凝固以及以后的冷卻過程中，隨溫度的不斷降低，收縮不斷發(fā)生，如果這種收縮受到阻礙，就會在鑄件內產生應力，引起變形或開裂，這種缺陷的產生，將嚴重影響鑄件的質量。

（1）鑄造應力的產生

鑄造應力按其產生的原因可分為三種：

a）熱應力鑄件在凝固和冷卻過程中，不同部位由于不均衡的收縮而引起的應力。

b）固態(tài)相變應力鑄件由于固態(tài)相變，各部分體積發(fā)生不均衡變化而引起的應力。

c）收縮應力鑄件在固態(tài)收縮時，因受到鑄型、型芯、澆冒口、箱擋等外力的阻礙而產生的應力。

鑄件鑄出后存在于鑄件不同部位的內應力稱為殘留應力。

（2）鑄造應力的防止和消除措施

a）采用同時凝固的原則同時凝固是指通過設置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施，使鑄件溫差盡量變小，基本實現(xiàn)鑄件各部分在同一時間凝固。

b）提高鑄型溫度

c）改善鑄型和型芯的退讓性

d）進行去應力退火

（3）鑄件的變形和防止

鑄件的變形包括鑄件凝固后所發(fā)生的變形以及隨后的切削加工變形。防止鑄件變形有以下幾種方法：

a)采用反變形法可在模樣上做出與鑄件變形量相等而方向相反的預變形量來抵消鑄件的變形，此種方法稱為反變形法。

b)進行去應力退火鑄件機加工之前應先進行去應力退火，以穩(wěn)定鑄件尺寸，降低切削加工變形程度。

c)設置工藝肋為了防止鑄件的鑄態(tài)變形，可在容易變形的部位設置工藝肋。

（4）鑄件的裂紋及防止

a)鑄件裂紋的分類及其形貌

鑄件一般有熱裂和冷裂兩種開裂方式。當固態(tài)合金的線收縮受到阻礙，產生的應力若超過該溫度下合金的強度，即產生熱裂；而冷裂是鑄件處于彈性狀態(tài)時，鑄造應力超過合金的強度極限而產生的。熱裂裂紋一般沿晶界產生和發(fā)展，其外形曲折短小，裂紋縫內表面呈氧化色；冷裂裂紋常常是穿晶斷裂，裂紋細小，外形呈連續(xù)直線狀或圓滑曲線狀，裂紋縫內干凈，有時呈輕微氧化色。

b）鑄件裂紋的防止

為有效地防止鑄件裂紋的發(fā)生，應盡可能采取措施減小鑄造應力；同時金屬在熔煉過程中，應嚴格控制有可能擴大金屬凝固溫度范圍元素的加入量及鋼鐵中的硫、磷含量。