鑄件的凝固對鑄件來講非常重要。一般鑄件的凝固方式按照金屬材料的性質分為逐層凝固和糊狀凝固兩種方式；按照鑄件結構來分為順序凝固和同時凝固兩種方式。

這裡要給大家特別提醒一下，這個逐層凝固和糊狀凝固是材料的性質，它是與金屬材料的凝固區間，或者說與結晶區間有關係。

凝固區域指的是金屬液中液固兩相共存區域；這個所謂的結晶區間就是金屬液的液相線與固相線之間的溫差。溫度區間決定了合金的凝固方式。這個是材料的固有性質，選擇了材料，它的凝固方式也就選擇確定了。而後兩種凝固方式則跟金屬材料無關，主要是依據鑄件的結構來確定。

為了得到緻密的鑄件，依據鑄件結構，從鑄造工藝上想辦法，迫使鑄件採取某種凝固方式。那麼，逐層凝固是什麼意思，顧名思義，就是一層一層凝固。也就是說金屬液的凝固區間是一條線。恆溫下結晶的純金屬或者共晶成分合金某個瞬間的凝固情況就是逐層凝固。同時凝固，顧名思義，就是整個鑄件全體部位在同一個時間凝固。鑄件的凝固區域很寬，甚至凝固的某一段時間內，凝固區域貫穿鑄件整個截面。

那麼，什麼是順序凝固和同時凝固？所謂順序凝固，就是人為的改變自己凝固的先後，讓鑄件按照工藝設計要求來進行凝固。先鑄件，再澆口，最後冒口，使鑄件中的縮孔轉移到冒口中，進而形成緻密的鑄件；而同時凝固則是採取各種方法，減少鑄件各部分的溫差，使鑄件各部分在同一時間凝固（不論它的尺寸和結構）。這是第一點。

第二點，可能有人會理解為逐層凝固的材料，就是應該採取順序凝固的原則；而糊狀凝固的材料就應該採取同時凝固的原則。這個說法對不對呢？不對！這就是我們上面所講。

逐層凝固和糊狀凝固是金屬材料本身的性質，你沒得選擇。如果客戶確定了鑄件材質，這一條等於他已經定死了。而順序凝固和同時凝固是你自己，也就是工藝人員來確定。我不知道我這樣說你清不清楚，但是，我覺得有相當一部分人把這個問題搞混淆了，所以有必要在這重申一次。換句話說就是，逐層凝固的材料設計的鑄件，依據結構，可以採用同時凝固的原則；而糊狀凝固的材料設計的鑄件可以採用順序凝固的原則。

第三點，一般情況下，灰鐵，低碳鋼，工業用銅、鋁，鋁矽合金等都是逐層凝固的材料。而球墨鑄鐵，高碳鋼，鋁銅合金，鋁鎂合金，鎂合金等都屬於糊狀凝固方式。還有一個問題需要大家注意，就是鑄件斷面溫差，或者說是溫度梯度。在溫度梯度大時，糊狀凝固的材料也可能變為逐層凝固方式。

那麼，對於鑄件來說，順序和同時兩種凝固方式，究竟採用何種凝固方式呢？

首先，取決於鑄件的要求。如果鑄件要求緻密，那就採用順序凝固的原則；如果對緻密度要求不高，那麼，就採取同時凝固的原則。

其次，對於凝固收縮大，又不產生大量妨礙補縮的結晶骨架的合金，如：鑄鋼，球墨鑄鐵等傾向於定向凝固；而凝固收縮大，但有產生妨礙補縮的結晶骨架的傾向，容易形成分散縮松的合金，如錫青銅等，或凝固收縮不大的合金到，如灰鐵，傾向於採用同時凝固。易產生熱裂和變形的鑄件，可採用同時凝固的原則，而對於厚度差別大的產品，應採用順序凝固的原則。對於承受高溫、高壓，不允許滲漏，或受力很大而又要保證絕對安全使用的鑄件或者鑄件上的某些部分；鑄件上要求較高並需要加工的部分，應採用順序凝固。鑄件某部分受力雖大，但其他要求不高，而且不是熱節；壁厚均勻時，應採取同時凝固的原則。另外，從上面也可以看出，一個鑄件不一定採取一種凝固方式，也可以採取兩種凝固方式，根據產品需要。壁厚均勻的地方，採取同時凝固的原則，壁厚差別大的地方，採取順序凝固的原則。

採用同時凝固和順序凝固原則的優缺點：同時凝固由於鑄件各部分溫度基本一致，冷卻均勻，鑄件收縮應力小，鑄件不易產生變形和裂紋。缺點是液態收縮大的鑄件往往會產生軸線縮松，緻密度不夠，而且鑄件塑性會降低；順序凝固與同時凝固相反，鑄件各部分溫度相差較大，將引起較大的熱應力，易使鑄件變形或產生裂紋。而且由於採用冒口，增加了金屬液的消耗量和切冒口的工作量。但優點是鑄件內在質量好，緻密。

今天的分享就到這裡，我是鑄造工程師老賀，關注我Investment_casting66，每天教你學習熔模鑄造。