铝合金、低碳钢、铸铁三种材料力学性能的异同
三种力学的异同：学号：班号：摘要:通过静态实验测定三种金属和合金材料的力学性能，对实验数据进行分析计算，并对比三种材料力学性能的异同。
关键词:低碳钢、铝合金、铸铁、力学性能，引伸计引言：力学实验是材料、机械、力学相关课程的重要部分，无论是理论的产生、公式的验证、材料性能的测定等，都离不开实验。
通过实验，不仅巩固了理论知识，还可以熟悉和训练实验技能，培养严肃认真的精神和良好的科学习惯。
因此力学实验是材料、力学、机械类课程实践教学的重要环节。
此次便是通过实验，分析、总结，归纳实验数据和结果，更深入了解和认识低碳钢、铝合金、铸铁的力学性能；为深入专业课程学习奠定基础；同时初步掌握力、变形测试技术及数据处理能力、培养解决实际问题的科研动手能力。
一、实验目的和内容1、熟悉实验设备（试验机和引伸计等）测定金属材料的拉伸时力学性能参数，如测定低碳钢的屈服极限，强度极限，延伸率和截面收缩率等指标；2、观察实验中现象（如断口和颈缩现象），并比较金属材料在拉伸时的变形及破坏形式。
3、比较不同金属材料在拉伸时的力学性能特点。
二、实验名称拉伸试验三、实验设备1.WDW－3050电子万能试验机（50mm引伸计）试验机可由自身的工作台进行控制，也可连接计算机，由计算机程序进行控制。
本实验测量的数据即来自计算机程序获得的试验机传感器测量值。
2.50分度游标卡尺四、试件1、拉伸试验所采用的试件试件采用三种材料：
机械专业都学什么专业课
主要课程：高等数学（微积分）、线性代数、概率论与数理统计、机械制图、工程材料、工程力学，机械原理、机械设计、工程经济，机械设计基础、电工与电子技术、液压传动与气压传动、机械工程材料、制造技术基础、微机电系统与制造、互换性测量、控制工程、数控技术、CAD。
具体见：
怎样才能学好金属材料与热处理这门课程
首先，金属材料和热是十分有意一门课程，尤其到日后工作中，和谈到零件材质何热处理时，你能夸夸奇谈，说出马氏体、淬火+高温回火等学名。
会非常骄傲。
其次，这门课程也十分实用，在日后工作中能起到指导作用。
最后，想明白以上两点就会对这门课程感兴趣，感兴趣了，就自然学好了。
最最后，这门课真的很有意思和很实用。
简述低碳钢在压缩时的力学性能?简答题
抵抗压力的能力很大，当压力很大时超过屈服极限后，材料会变成很薄很薄的薄片也不会破裂。
什么叫金属晶体
它与金属有什么不同
第二节 金属晶体一、教学目的要求1.使学生了解金属晶体的模型及性质的一般特点。
2.使学生理解金属晶体的类型与性质的关系。
二、教材分析和教学建议本节之前，已经介绍了离子晶体、分子晶体和原子晶体等知识，再介绍金属晶体的知识，可以使学生对于晶体有比较全面的了解。
在大纲中，对于金属键的概念是不作要求的，所以教材在介绍金属晶体时没有使用金属键这一名词，而是从“金属离子与自由电子之间存在着较强的作用”引入。
金属晶体的概念比较抽象，教材在处理时运用图示并联系学生已学过的有关金属的知识，帮助学生理解。
在解释金属的性质时，让学生思考离子晶体导电与金属导电有什么不同，以加深学生对金属导电原因的认识，同时也复习离子晶体的有关知识。
在本节的最后，给出了一个讨论题，让学生自己比较学过的几种晶体的性质，既帮助学生复习知识，也训练学生比较、总结的方法，培养学生的能力。
教学建议如下：1.本节的教学可以从让学生回忆金属的一些物理性质出发，提出金属为什么会有一些共同的性质这一问题。
并结合离子晶体、分子晶体和原子晶体的知识，将性质与结构联系起来认识金属的性质与结构的关系。
2.通过金属晶体的结构示意图来解释金属离子与自由电子的相互作用，从而引出金属晶体的概念，进一步解释金属的一些性质。
金属晶体的结构比较复杂，可以利用实物模型或多媒体手段，使其形象化。
3.可以结合展示一些金属实物，及播放有关金属实际应用的录像，如金属导线、工具，及金属的加工过程等，对金属的一些共同性质进行解释。
为了使学生更好地了解金属有一些共性的原因，还可以将一些微观的知识用多媒体动画来呈现，如金属晶体中自由电子在外加电场作用下形成电流，自由电子与金属离子在受热时相互碰撞传递能量等。
4.利用课本中的“讨论”和单元小结给出的表格，结合上一节学习后学生的总结，由学生讨论，比较离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体的类型和性质。
本节教学重点：金属晶体的模型；晶体类型与性质的关系。
本节教学难点：金属晶体结构模型。
三、部分习题参考答案习题一：1.D 2.C 3.B习题二：2.(1)Ne (2)Cu (3)Si (4)KCl四、资料1.金属键(1)改性共价键理论在金属晶体中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属离子而为整个金属晶体所共有。
这些自由电子与全部金属离子相互作用，从而形成某种结合，这种作用称为金属键。
由于金属只有少数价电子能用于成键，金属在形成晶体时，倾向于构成极为紧密的结构，使每个原子都有尽可能多的相邻原子(金属晶体一般都具有高配位数和紧密堆积结构)，这样，电子能级可以得到尽可能多的重叠，从而形成金属键。
上述假设模型叫做金属的自由电子模型，称为改性共价键理论。
这一理论是1900年德鲁德(drude)等人为解释金属的导电、导热性能所提出的一种假设。
这种理论先后经过洛伦茨(Lorentz,1904)和佐默费尔德(Sommerfeld,1928)等人的改进和发展，对金属的许多重要性质都给予了一定的解释。
但是，由于金属的自由电子模型过于简单化，不能解释金属晶体为什么有结合力，也不能解释金属晶体为什么有导体、绝缘体和半导体之分。
随着科学和生产的发展，主要是量子理论的发展，建立了能带理论。
(2)能带理论金属键的能带理论是利用量子力学的观点来说明金属键的形成。
因此，能带理论也称为金属键的量子力学模型，它有5个基本观点：①为使金属原子的少数价电子(1、2或3)能够适应高配位数的需要，成键时价电子必须是“离域”的(即不再从属于任何一个特定的原子)，所有价电子应该属于整个金属晶格的原子共有。
②金属晶格中原子很密集，能组成许多分子轨道，而且相邻的分子轨道能量差很小，可以认为各能级间的能量变化基本上是连续的。
③分子轨道所形成的能带，也可以看成是紧密堆积的金属原子的电子能级发生的重叠，这种能带是属于整个金属晶体的。
例如，金属锂中锂原子的1S能级互相重叠形成了金属晶格中的1S能带，等等。
每个能带可以包括许多相近的能级，因而每个能带会包括相当大的能量范围，有时可以高达418 kJ\\\/mol。
④按原子轨道能级的不同，金属晶体可以有不同的能带(如上述金属锂中的1s能带和2s能带)，由已充满电子的原子轨道能级所形成的低能量能带，叫做“满带”；由未充满电子的原子轨道能级所形成的高能量能带，叫做“导带”。
这两类能带之间的能量差很大，以致低能带中的电子向高能带跃迁几乎不可能，所以把这两类能级间的能量间隔叫做“禁带”。
例如，金属锂(电子层结构为1s22s1)的1s轨道已充满电子，2s轨道未充满电子，1s能带是个满带，2s能带是个导带，二者之间的能量差比较悬殊，它们之间的间隔是个禁带，是电子不能逾越的(即电子不能从1s能带跃迁到2s能带)。
但是2S能带中的电子却可以在接受外来能量的情况下，在带内相邻能级中自由运动。
图1-5 金属锂中的能带⑤金属中相邻近的能带也可以互相重叠，如铍(电子层结构为1s22s2)的2s轨道已充满电子，2s能带应该是个满带，似乎铍应该是一个非导体。
但由于铍的2s能带和空的2p能带能量很接近而可以重叠，2s能带中的电子可以升级进入2p能带运动，于是铍依然是一种有良好导电性的金属，并且具有金属的通性。
根据能带理论的观点，金属能带之间的能量差和能带中电子充填的状况决定了物质是导体、非导体还是半导体(即金属、非金属或准金属)。
如果物质的所有能带都全满(或最高能带全空)，而且能带间的能量间隔很大，这个物质将是一个非导体；如果一种物质的能带是部分被电子充满，或者有空能带且能量间隙很小，能够和相邻(有电子的)能带发生重叠，它是一种导体。
半导体的能带结构是满带被电子充满，导带是空的，而禁带的宽度很窄，在一般情况下，由于满带上的电子不能进入导带，因此晶体不导电(尤其在低温下)。
由于禁带宽度很窄，在一定条件下，使满带上的电子很容易跃迁到导带上去，使原来空的导带也充填部分电子，同时在满带上也留下空位(通常称为空穴)，因此使导带与原来的满带均未充满电子，所以能导电。
能带理论也能很好地说明金属的共同物理性质。
向金属施以外加电场时，导带中的电子便会在能带内向较高能级跃迁，并沿着外加电场方向通过晶格产生运动，这就说明了金属的导电性。
能带中的电子可以吸收光能，并且也能将吸收的能量又发射出来，这就说明了金属的光泽和金属是辐射能的优良反射体。
电子也可以传输热能，表明金属有导热性。
给金属晶体施加应力时，由于在金属中电子是离域(即不属于任何一个原子而属于金属整体)的，一个地方的金属键被破坏，在另一个地方又可以形成金属键，因此机械加工不会破坏金属结构，而仅能改变金属的外形，这也就是金属有延性、展性、可塑性等共同的机械加工性能的原因。
金属原子对于形成能带所提供的不成对价电子越多，金属键就越强，反应在物理性质上熔点和沸点就越高，密度和硬度越大。
能带理论对某些问题还难以说明，如某些过渡金属具有高硬度、高熔点等性质，有人认为原子的次外层d电子参与形成了部分共价性的金属键。
所以说，金属键理论仍在发展中。
2.金属晶体的结构类型表1-5 金属晶体中常见的三种结构类型三种典型结构类型 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格配位数 8 12 12常见金属晶体结构(有些金属晶体可能有两种或三种晶格) Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba Ti V Nb Ta Cr Mo W Fe Ca Sr Cu Au Al Pb Ni Pd Pt Be Mg Ca Sr CO Ni Zn Cd Ti 三种典型结构类型 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 结构示意图空间利用率 68.02% 74.05% 74.05%堆积形式 体心立方紧密堆积 面心立方紧密堆积 六方紧密堆积【附】教案示例第二节 金 属 晶 体教学目标：1.使学生形成正确的金属晶体概念，并了解金属晶体的晶体模型及金属的共同性质、特点。
2.使学生理解金属晶体的晶体结构与性质的关系。
3.通过对结构决定性质的分析讨论，培养学生科学的学习方法和探索、归纳能力。
教学重点：金属晶体的概念、晶体类型与性质的关系。
教学难点：金属晶体结构模型教学方法：对比、诱导、分析、观察、推理、归纳相结合。
教具准备：投影仪、多媒体电教设备和自制课件、录像、导线、铁丝、镀铜金属片。
教学过程：〔投影〕选一位同学的家庭作业(以表格形式比较离子晶体、原子晶体和分子晶体结构与性质的关系)。
要求全体同学对照分析各自作业，在教师的引导下进行必要的修正和补充。
然后投影一张正确的表格。
表一：离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较晶体类型 离子晶体 分子晶体 原子晶体结构 构成晶体粒子 阴离子阳离子 分子 原子 粒子间的相互作用形式 离子键 分子间作用力 共价键性质 硬度 较大 较小 很大熔、沸点 较高 较低 很高导电 固体不导电，熔化或溶于水后导电 固态和熔融状态时都不导电 不导电〔展示金属实物并播放录像〕展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。
录像内容包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。
〔教师诱导〕从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢
〔学生分组讨论〕请一位同学归纳，其他同学补充。
〔板书〕一、金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。
〔教师诱启〕前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么金属的这些共同性质是否也由金属的结构所决定呢
〔板书〕第二节 金属晶体〔演示多媒体动画1〕内容为：教材图1-15某种金属晶体的结构示意图。
硬球一个一个地堆积给同学观察，成形后再旋转让同学从不同角度进行观察，且拆散、堆积给学生分析。
〔画外音兼有字幕〕金属(除汞外)在常温下一般都是固体。
通过X射线进行研究发现，在金属中，金属原子好像许多硬球一层层紧密地堆积着，每一个金属原子周围有许多相同的金属原子围绕着。
〔设疑〕金属中堆积的就是中性原子吗
〔阅读并讨论〕金属中由于金属原子的外层电子比较少，金属原子容易失去外层电子变成金属离子，在金属内部结构中，实际上按一定规律紧密堆积的是带正电荷的金属阳离子。
〔教师诱启〕同样的带正电荷的金属阳离子本应相互排斥，为何还可以紧密地堆积在一起呢
〔提示设疑〕电子到哪里去了呢
〔讨论〕学生分组讨论，教师引导分析：要使带正电荷的金属阳离子按一定规律紧密堆积，除非金属原子释出的电子在各金属离子间自由地运动，这样依靠金属阳离子与带负电荷的自由电子之间强烈的相互作用使金属离子紧密地堆积在一起。
〔演示多媒体动画2〕出现带负电的电子围绕在金属阳离子之间自由运动的金属晶体结构模型。
〔画外音兼有字幕〕在金属晶体里，自由电子不专属于某几个特定的金属离子，它们几乎均匀地分布在整个晶体中并被许多金属离子所共有。
〔板书〕二、金属晶体结构金属晶体：通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体。
〔教师设问〕构成金属晶体的粒子有哪些
〔学生归纳〕金属晶体由金属离子和自由电子构成。
〔引言〕金属晶体的结构与其性质有哪些内在联系呢
〔板书〕三、金属晶体的结构与金属性质的内在联系1.金属晶体结构与金属导电性的关系〔演示多媒体动画3〕画面内容：金属晶体中的自由电子在没有外加电场存在时是自由移动的，在外加电场作用下，自由电子则发生定向移动而形成电流。
〔画外音兼有字幕〕在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。
〔投影〕表二晶体类型 离子晶体 金属晶体导电时的状态导电粒子〔板书〕2.金属晶体结构与金属的导热性的关系〔教师诱启〕导热是能量传递的一种形式，它必然是物质运动的结果，那么金属晶体导热过程中金属离子和自由电子担当什么角色
〔学生阅读〕教材中有关内容。
〔分组讨论〕①金属晶体导热过程中粒子运动情况如何
②这些粒子通过什么方式传递热量
③热量传递方向及最后整个金属晶体温度高低情况怎样
〔学生汇报〕选一位学生汇报学生讨论结果，其他学生补充。
〔投影小结〕金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。
〔板书〕3.金属晶体结构与金属的延展性的关系〔演示多媒体动画4〕画面为一原子晶体和金属晶体结构模型，当其分别受到外力作用时，原子晶体中原子间的位移使共价键受到破坏，而金属晶体中各原子层发生相对滑动时，却保持了金属离子与自由电子之间的较强相互作用。
〔画外音兼有字幕〕原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性，而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。
钢筋原材力学性能实验具体怎么操作，求详解，可以文字叙述当然附图更好
2、实验目的了解钢筋混凝土用钢筋力学性能的实验方法，熟悉国家标准的技术要求。
3、实验要求实验钢筋混凝土用热轧带肋钢筋Φ14（牌号HRB335）的力学性能：屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等力学性能特征值；工艺性能：弯曲性能。
每一组进行钢筋的2拉2弯试验，并根据实验结果评定钢筋的质量。
4、主要仪器设备4.1万能材料试验机 准确度为1级或优于1级(示值误差不大于1%)为保证设备安全和实验准确，其吨位选择应是使试件达到最大荷载时位于试验机量程的20%～80%范围内。
4.2支辊式弯曲装置（钢筋弯曲机）4.3连续式打点机4.4量具(游标卡尺) 精度为0.1mm5、实验环境的温、湿度温度18℃，湿度60%。
6、实验方法及步骤6.1拉伸实验6.1.1实验方法采用标准GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》中8.2有关“拉伸、弯曲、反向弯曲试验”和GB\\\/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行。
6.1.2实验步骤6.1.2.1钢筋力学性能A、原始标距（L0）的标记钢筋的原始标记用连续式打点机打点，每一点距离为10mm。
注：原始标距（L0）的标记应用小标记、细划线或细黑线标记原始标距，但不得用引起过早断裂的缺口作标记。
6.5mm、8mm的钢筋原始标记L0＝10d；10～50mm 的钢筋原始标记L0＝5d（d为钢筋的公称直径）。
B、试验机指示系统调零(输入相关数据)。
C、夹固试件，确保试样受轴向拉力的作用。
D、开机，以1～2kN\\\/s的速率加载，直至钢筋被拉断。
注：实验的应力速率为6MPa\\\/s～60 MPa \\\/s。
E、关闭送油阀，取下试件，再打开回油阀。
6.2弯曲实验6.2.1实验方法采用标准GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》中8.2有关“拉伸、弯曲、反向弯曲试验”和GB\\\/T 232-1999 《金属材料弯曲试验方法》进行。
6.2.2实验步骤A、调整两支辊间距离l=（3d＋3d）±0.5a＝84±7mm，并且在试验过程中不允许有变化。
B、试样放置于两个支点上，将弯心直径为3d＝42mm的弯心在试样的两个支点中间缓慢施加压力，使试样一次弯曲到180°，或出现裂纹、裂缝、断裂为止。
7、实验记录原始标记L0=70mm屈服极限FeL1=57.5kNFeL2=55.4kN抗拉极限Fm=85.1kNFm=81.9kN断后标距Lu1=90.84mmLu2=89.13mm8、结果计算与分析讨论8.1钢筋力学性能8.1.1屈服强度（ReL）实验时，读取测力度盘指针不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力。
将其除以试样原始横截面积（S0）得到屈服强度。
也可以使用自动测试系统测定屈服强度，可以不绘制拉伸曲线图。
屈服强度数值修约至5MPa。
屈服极限FeL1=57.5kNFeL2=55.4kN钢筋公称直径 d0=14mm钢筋横截面面积 S0=πd02\\\/4=153.94mm2屈服强度ReL=FeL\\\/S0ReL1=373.5MPaReL2=359.9MPa经过修约的屈服强度ReL试验序号屈服强度ReL（MPa）137523608.1.2抗拉强度（Rm）从测力度盘，读取试验过程中的最大力，最大力除以试样原始横截面积（S0）得到抗拉强度。
抗拉强度数值修约至5MPa。
抗拉极限Fm=85.1kNFm=81.9kN钢筋横截面面积 S0=πd02\\\/4=153.94mm2抗拉强度Rm=Fm\\\/S0Rm1=552.8MPaRm2=532.0MPa经过修约的抗拉强度Rm试验序号抗拉强度Rm（MPa）155525308.1.3.断后伸长率（A）选取拉伸前标记间距5d为原始标记（L0）。
则断后伸长率（A）为断后标距的残余伸长（Lu－L0）与原始标记（L0）之比的百分率，结果精确至0.5％。
为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。
原则上只有断裂处于最接近的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一情况方为有效，但断后伸长率大于或等于规定值，不管断裂位置处于何处测量均为有效。
原始标记L0=70mm断后标距Lu1=90.84mmLu2=89.13mm断后伸长率AA=(Lu-L0)\\\/L0*100%A1=30.0%A2=27.5%8.2弯曲性能检查试件弯曲处的外表面，若无肉眼可见裂纹，则评定试样合格。
结果：经过两次弯曲试验后，两个收弯钢筋试件弯曲处均无肉眼可见裂纹，故评定试样弯曲性能合格。
8.3试验结果判定8.3.1根据GB 1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》对HRB335钢筋的要求，如果实验钢筋的屈服点、抗拉强度、伸长率和弯曲性能全部合格即认为该钢筋为合格。
8.3.2如有一根钢筋试样不符合GB1499.2-2007标准要求，应再抽取双倍数量的钢筋，制取双倍数量试件重作试验，如仍有一根试件的一个指标达不到标准要求，则不论这个指标在第一次试验中是否达到标准要求，该批钢筋即判定为不合格。
2拉2弯试验中钢筋试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率和弯曲性能等指标均满足标准要求，故认为该批钢筋合格。
9、结论该批钢筋合格。
钢筋的屈服强度ReL、抗拉强度Rm、伸长率A和弯曲性能全部符合GB 1499.2-2007标准要求。
10、其它这次实验中，我们通过实践了解了钢筋混凝土中使用的钢筋的各方面性能。
钢筋作为现代工程结构中至关重要的一部分，确实具有良好的抗拉、抗弯性能。
还有，实验中使用的支辊式弯曲装置很是令人称奇，只要轻轻启动装置，看似坚硬强劲的钢筋便被完成180o。
同时，这也说明，一种材料性能的好坏只是相对的。
要想真正运用好这些材料，一方面，要熟知他们的独特性能与优缺点；另一方面，要把材料合理地运用到合适的地方去，毕竟工程的可靠性主要靠的是自身合理的结构，而并非材料强度的潜力
铝合金铸造工艺
一、铸论 铝合金铸造的种类如下： 铝合金各组元不同，从而表现出合、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。
故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。
1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。
流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。
铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。
(1) 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。
流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。
在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。
(2) 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。
一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。
通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。
①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。
集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。
分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。
显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。
缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。
生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。
对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。
②线收缩 线收缩大小将直接影响铸件的质量。
线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。
对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。
应根据具体情况而定。
(3) 热裂性 铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。
裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。
不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。
生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。
通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。
(4) 气密性 铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。
铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。
同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。
也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。
(5) 铸造应力 铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。
各种应力产生的原因不尽相同。
①热应力 热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。
在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。
②相变应力 相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。
主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。
③收缩应力 铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。
这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。
但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。
铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。
铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。
合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。
(6) 吸气性 铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。
液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。
铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。
当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度显著增加。
铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会产生吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，析出多余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔，这就是通常称的“针孔”。
气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中析出的气体留在缩孔内。
若气泡受热产生的压力很大，则气孔表面光滑，孔的周围有一圈光亮层；若气泡产生的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细观察又具有缩孔的特征。
铸铝合金液中含氢量越高，铸件中产生的针孔也越多。
铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性，还降低了合金的力学性能。
要获得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。
若熔炼时添加覆盖剂保护，合金的吸气量大为减少。
对铝熔液作精炼处理，可有效控制铝液中的含氢量。
二、砂型铸造 采用砂粒、粘土及其他辅助材料制成铸型的铸造方法称为砂型铸造。
砂型的材料统称为造型材料。
有色金属应用的砂型由砂子、粘土或其他粘结剂和水配制而成。
铝铸件成型过程是金属与铸型相互作用的过程。
铝合金液注入铸型后将热量传递给铸型，砂模铸型受到液体金属的热作用、机械作用、化学作用。
因此要获得优质的铸件除严格掌握熔炼工艺外，还必须正确设计型（芯）砂的配比、造型及浇注等工艺。
三、金属型铸造 1、简介及工艺流程 金属型铸造又称硬模铸造或永久型铸造，是将熔炼好的铝合金浇入金属型中获得铸件的方法，铝合金金属型铸造大多采用金属型芯，也可采用砂芯或壳芯等方法，与压力铸造相比，铝合金金属型使用寿命长。
2、铸造优点 (1) 优点 金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。
金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。
劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。
(2) 缺点 金属型导热系数大，充型能力差。
金属型本身无透气性。
必须采取相应措施才能有效排气。
金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形。
3、金属型铸件常见缺陷及预防 (1) 针孔 预防产生针孔的措施： 严禁使用被污染的铸造铝合金材料、沾有有机化合物及被严重氧化腐蚀的材料。
控制熔炼工艺，加强除气精炼。
控制金属型涂料厚度，过厚易产生针孔。
模具温度不宜太高，对铸件厚壁部位采用激冷措施，如镶铜块或浇水等。
采用砂型时严格控制水分，尽量用干芯。
(2) 气孔 预防气孔产生的措施： 修改不合理的浇冒口系统，使液流平稳，避免气体卷入。
模具与型芯应预先预热，后上涂料，结束后必须要烘透方可使用。
设计模具与型芯应考虑足够的排气措施。
(3)氧化夹渣 预防氧化夹渣的措施： 严格控制熔炼工艺，快速熔炼，减少氧化，除渣彻底。
Al－Mg合金必须在覆盖剂下熔炼。
熔炉、工具要清洁，不得有氧化物，并应预热，涂料涂后应烘干使用。
设计的浇注系统必须有稳流、缓冲、撇渣能力。
采用倾斜浇注系统，使液流稳定，不产生二次氧化。
选用的涂料粘附力要强，浇注过程中不产生剥落而进入铸件中形成夹渣。
(4) 热裂 预防产生热裂的措施： 实际浇注系统时应避免局部过热，减少内应力。
模具及型芯斜度必须保证在2°以上，浇冒口一经凝固即可抽芯开模，必要时可用砂芯代替金属型芯。
控制涂料厚度，使铸件各部分冷却速度一致。
根据铸件厚薄情况选择适当的模温。
细化合金组织，提高热裂能力。
改进铸件结构，消除尖角及壁厚突变，减少热裂倾向。
(5) 疏松 预防产生疏松的措施： 合理冒口设置，保证其凝固，且有补缩能力。
适当调低金属型模具工作温度。
控制涂层厚度，厚壁处减薄。
调整金属型各部位冷却速度，使铸件厚壁处有较大的激冷能力。
适当降低金属浇注温度。
