铸件晶粒粗（cū）大是指经过机械工或进行断口检验时，显示出晶粒组织过分粗大（dà）而不适合（hé）应用的（de）缺陷，这种晶粒粗大的组织（zhī），可能是遍（biàn）布于铸件整体，也（yě）可能发生（shēng）于铸件的（de）局部。从（cóng）本质（zhì）上讲，晶（jīng）粒粗大缺（quē）陷是一种冶金缺陷（xiàn）。笔者根据多年（nián）的（de）生产实践并参（cān）阅有关资料，谈谈铸件（jiàn）晶粒粗大缺陷（xiàn）产生的原因及防止措施。 

1、铸（zhù）件结构（gòu）和工艺设计

(1)铸件（jiàn）截面差异过大，会因（yīn）为较厚的截面（miàn）冷却缓慢而造成（chéng）该处（chù）晶（jīng）粒粗大。灰（huī）铸铁等对截（jié）面变化十分敏（mǐn）感的金属，更容易产生此（cǐ）类缺（quē）陷。 

防（fáng）止产生这类缺陷的有效方（fāng）法是避免铸（zhù）件截面尺寸过分悬殊，但这种途径（jìng）有时是铸造（zào）工作者所无（wú）能（néng）为力（lì）的。因而就铸（zhù）造（zào）本身言，可通过采取设置冷（lěng）铁、控制浇注（zhù）温度或（huò）通（tōng）过选择合（hé）适的浇（jiāo）汁（zhī）系统来减（jiǎn）少这类问题的（de）发生（shēng），降低这类缺陷的（de）严重程度。采用冷铁可加快（kuài）铸件较厚截面的冷却速度；

浇注温度过高（gāo），会（huì）使这类问题更为严重，应予以（yǐ）避免；通过调节、修正（zhèng）浇注系统（tǒng）设计，使温（wēn）度低的金属熔液位于（yú）铸件截面（miàn）较厚的部位，并在铸件的厚截面处设（shè）计zui有（yǒu）效的冒口，以尽可（kě）能减小冒口的尺寸。

(2)对于（yú）带（dài）孔铸（zhù）件，工艺设计人员有时没有（yǒu）采用有助（zhù）于（yú）减（jiǎn）小有效截面尺寸的型芯，使未（wèi）设（shè）芯的截面（miàn）过厚而产生此缺陷，因此在工艺设（shè）计时，应尽可能在较厚（hòu）的截面中设置砂芯。 

(3)在某些情（qíng）况下，铸件截面并不太厚，但（dàn）因（yīn）某（mǒu）一（yī）较窄的凹陷部位（wèi）或型芯在铸件中形成（chéng）热汇截面（miàn），其结果和厚大截（jié）面一样。例如（rú）．在铸件较深部位（wèi）的一个柱状（zhuàng）脐子处（chù），可（kě）能需要设（shè）置型芯，而这样就（jiù）会造成冷（lěng）却缓慢（màn）。在不能设（shè）计（jì）进行修（xiū）改的情况下（xià），除非可以降（jiàng）低金（jīn）属温度，或重新（xīn）没置浇口，zui好的解决办法（fǎ）是在型（xíng）芯（xīn）或铸型截面处设置冷（lěng）铁。 

(4)工艺设计时（shí）加工余量留得过大，不仅增加了切削（xuē）加工（gōng）的费用，还会把（bǎ）较致（zhì）密的（de）铸件表（biǎo）层切削（xuē）掉，并暴露出中心冷却较慢的疏松部（bù）分。这种设计毫无可（kě）取之（zhī）处，因为无论从铸造还是（shì）从（cóng）机械加工（gōng）的角度来看都是不合理的，解（jiě）决办法是改变铸件的设计。如果（guǒ）不允许更（gèng）改设计，那（nà）么正（zhèng）确的方法则是采用冷铁、控制浇注温度及（jí）调整浇注系统。 

(5)在厚截面处型（xíng）芯设计不合适（shì），型（xíng）芯支（zhī）撑不（bú）正确，或采用其他引起偏芯的技术，会（huì）造成铸件截面的（de）变化，从而引起晶粒粗大。 

2、浇冒口系统（tǒng）

(1)未能实现（xiàn）顺序凝固　浇注系统未能很好地实现顺序凝固，通（tōng）常是造成晶粒粗大的原（yuán）因（yīn）。对于截面（miàn）变化急（jí）剧（jù）的铸件，必（bì）须允分注意内浇口的数量和（hé）位置（zhì）。为了进行补缩，在冒口的作用区保持（chí）灼热的熔（róng）融金（jīn）属，会使厚截面（miàn）的（de）冷（lěng）却速（sù）度降低到产生粗大晶粒的程度。冒口设计不当，如冒口颈过长（zhǎng），冒口垫设计（jì）不当（dāng），或冒口尺寸太大，都会在（zài）较厚截面处造成（chéng）过多热（rè）量的汇集。 

(2)易于造成热汇的浇冒口（kǒu）分布　同（tóng）样，为了对厚截面（miàn）进行补缩，常会在局部区域造（zào）成过分的热量汇集（jí）。例（lì）如，因（yīn）为侧冒口会造成厚截面的过（guò）热并减缓冷却速（sù）度，所（suǒ）以有时（shí）不便于在实际操作中使用。实际生（shēng）产中需（xū）通（tōng）过合理（lǐ）的冒口设计，尽可能减小冒口（kǒu）的（de）尺寸。

(3)在（zài）内浇口或冒口与铸件连（lián）接处（chù）造成局部（bù）热节　内浇（jiāo）口或冒口颈部（bù）较（jiào）短，对于补缩是有利的，但却（què）会使横浇道或冒（mào）口太靠近铸件，减缓了该部位的（de）冷却（què）速度（dù）。而增（zēng）大冒口颈部，又会给补缩（suō）带来（lái）问（wèn）题。因（yīn）此zui好的措施是采取有效的（de）冒（mào）口设计（jì），尽可能减少冒口的尺（chǐ）寸，不（bú）使横浇道和冒口过于接近易于形成粗大品（pǐn）粒（lì）的关键（jiàn）截面，恰当地设置横（héng）浇道（dào）和（hé）冒口，以实现补（bǔ）缩。 

(4)内浇口数（shù）量不足　内浇口数量太少（shǎo），不仅（jǐn）易于造成冲砂，同时（shí）还（hái）会造成局（jú）部热节（jiē）和粗大晶粒组织。这（zhè）种现（xiàn）象（xiàng）普遍存在（zài）于所有（yǒu）的（de）铸造金属中，即使是浇注温度（dù）较低的铝合金也会出现这（zhè）种情（qíng）况。在某些（xiē）情况下，因为浇口数量太少，会导致产生（shēng）缩松（sōng）缺陷。这种缩松（sōng）缺陷可能会掩（yǎn）盖由于同样原因造成的晶粒粗大的缺陷。实际（jì）上，当晶粒粗（cū）大缺陷严重恶化时，就（jiù）变成了一（yī）种缩松缺陷，因而对这两种缺陷的防治措（cuò）施，常常是相同的。

3、型砂

只（zhī）有当（dāng）型砂使型壁产生的（de）位移（yí）足（zú）以（yǐ）导致增加临界截（jié）面(易（yì）于形（xíng）成粗大晶粒的（de）截面)的（de）截（jié）面尺寸时（shí），型眇才是造成晶粒粗大缺陷的一个因素。由（yóu）于在厚截面（miàn）处的型壁（bì）移动可能（néng）zui大，所以这种缺陷还（hái）是（shì）有可能产生的，此时所产生的品粒（lì）粗大缺陷和胀砂有关。 

4、制芯

生产中应（yīng）避免采用未烘透（tòu）或空气（qì）硬化的油砂（shā）芯，因为这种型芯可能会产生放热反应，从而造成热量过分汇集（jí）。这种情况或出现于（yú）大型铸件，或出现于（yú）采用具有放热性能粘接剂的厚（hòu）大（dà）型芯。从某种意义来说，这种型芯起（qǐ）着（zhe）一种（zhǒng）***率的绝热体的作用，并把金属（shǔ）熔（róng）液的冷却速度减（jiǎn）缓到了危险的（de）程度。 

5、造型

(1)缺少能（néng）促使加（jiā）快冷却速度的通气孔就较（jiào）厚的铸件截面来说（shuō），铸件的冷却（què）速度与（yǔ）通过型砂散出（chū）热量的速（sù）度有关。排（pái）气充分会有助（zhù）于水气迅速排出，从而产生（shēng）一种致冷的效应。 

(2)未设置激冷钉或冷（lěng）铁这种情（qíng）况通常是因为粗心疏忽所致。 

6、化学成分

从本质上来说，晶粒（lì）粗大和金属的化学成分与冷却速（sù）度的配合有关（guān），因此（cǐ）选择这种（zhǒng）配合是非常（cháng）重要的。如果冷（lěng）却速度难以调节，那么粗晶组织必定是起因于金属的化学成（chéng）分不当。由于金属成分的重要性，现将每一种金属简述如下。 

(1)灰铸铁和可锻（duàn）铸（zhù）铁　碳当量过高，碳和硅效应的数学计算，通常可以概括为：CE=C+1/3Si，晶粒（lì）粗大可能（néng）是因为（wéi）碳（tàn）过量或（huò）硅过量，或者碳硅过量所致。与硅（guī）相比，碳的效应相（xiàng）当（dāng）其3倍，所以（yǐ）碳的做量变化，要比硅（guī）的同量变化危险得多。碳（tàn）、硅的这种作用，既影响（xiǎng）到可锻（duàn）铸铁，也（yě）影响到灰（huī）铸（zhù）铁。对可锻铸铁而言，晶（jīng）粒粗大既不呈现（xiàn）为黑色，也不呈现出表示初生石墨的麻口（kǒu），而是以一般的晶粒（lì）粗大的形式呈现，这是（shì）由于（yú）含碳或含硅量过高（gāo），或者二者均过高。磷（lín）也会对晶粒粗大产生影响。当wp=0.1％时，会加重缩（suō）孔缺陷，特别是在冷（lěng）却（què）较缓慢的截面部位加（jiā）重晶粒粗（cū）大缺陷的（de）程度。 

(2)铸钢　在铸钢的熔化和脱（tuō）氧操作中（zhōng），加（jiā）入了一些会延缓晶粒长大的元素，因此和锻（duàn）钢相比，铸钢（gāng）不太容易形成品粒粗大。因成分而引起品（pǐn）粒粗大（dà）的铸钢件，可通过退（tuì）火（huǒ）或正火处理得到细化。 

(3)铝合金（jīn）　铁杂质会（huì）使（shǐ）铸铝件品（pǐn）粒（lì）粗大，脆（cuì）性（xìng）增加，这类缺陷（xiàn）多数是由（yóu）于熔化（huà）操作（zuò）不当（dāng）所（suǒ）致。在铝合金中，特别是那些要求过热的铝（lǚ）合金，加入适量（liàng）的细化品粒合金元素是必（bì）要的。 

(4)铜合金　铜合金中晶粒粗大的缺（quē）陷常被针孔（kǒng）、气孔（kǒng）或缩松所（suǒ）掩盖。铜合金因成分（fèn）变化会造成品粒粗大，但通常总是先（xiān）出（chū）现针孔、气孔或缩松。

7、熔化

熔化操作小当会对合余的品粒组织产生影响。对于不同的（de）铸造（zào）金属（shǔ），必须采取小同的熔化（huà）工艺。 

(1)冲天炉熔化灰铸（zhù）铁　鼓风量（liàng）和焦炭不平（píng）衡，会造成过量增碳。例如，底焦高度过高和降（jiàng）低鼓风量会造（zào）成过量增碳（tàn）。当炉衬熔蚀后，增碳会（huì）更加严重（chóng）。因（yīn）为冲天炉直径变大后，为了保持同样的含碳量，需（xū）增加（jiā）鼓风量。在过（guò）高的温度下（xià）熔化会增（zēng）加碳量，如果采（cǎi）用热风熔（róng）炼（liàn），就会遇到这种情况（kuàng）。根（gēn）据（jù）经验，鼓风（fēng）温度每增加55℃，就会增加0.10％的碳(质量分数)。如果采用（yòng）氧（yǎng）气来提高温度，并不一定会产生同样（yàng）的问题。

出铁（tiě）液的间隔过长，或（huò）铁液停留在炉缸中的时（shí）间过长，也会导致增碳。生产低碳铸铁（tiě）一般都采（cǎi）用较浅的（de）炉缸，并缩短出铁液的间隔时间，尽量做到连续出（chū）铁（tiě）液。

间断熔化会（huì）造成过量（liàng）增碳，导致产生粗晶组织。另外，因停风（fēng）而使（shǐ）熔化间断，几乎无一例外地（dì）导（dǎo）致碳和硅含量（liàng）的波动。停风（fēng）之后，通常需（xū）要15min，才（cái）能重新获得原来规定（dìng）的化学成分。 

(2)可锻铸（zhù）铁　炉料称（chēng）重或配料中产生（shēng）的（de）偏差会导致化学成（chéng）分的变化（huà）；炉内鼓风（fēng）量没（méi）有保证，会影响化学成分的控制；熔化过热或（huò）火焰中充烟，都会造（zào）成（chéng）增碳。 

(3)黄（huáng）铜和青铜（tóng）　采用脏污的坩埚，以及在坩埚的（de）底部和（hé）侧（cè）壁处（chù）留有上一炉熔化时所残余的凝壳或金属薄（báo）层，都会造成对下一次熔化的污染，因此（cǐ）生产中应避免使用来源不（bú）明的废（fèi）料，防止（zhǐ）在金属（shǔ）炉料内掺入会产生（shēng）气体的原材料，如湿的、油污（wū）染的或其他（tā）脏污的材料。 

(4)铝　因熔化温度控（kòng）制不当（dāng）而使铝液过热，是造成铝合金晶粒粗（cū）大的常见原因。因此（cǐ）生产中应将过热的铝液缓（huǎn）慢地冷却下来，使其降到较（jiào）低的浇（jiāo）注温度。此外，在（zài）配（pèi）料过程中粗（cū）心大意（yì）或（huò）者炉料污染，也会引起晶（jīng）粒粗大缺陷（xiàn）。 

8、浇注

对所有金属来说，浇（jiāo）注（zhù）温度过高（gāo）都容易造成晶粒（lì）粗大缺陷（xiàn）。 

9、其它（tā）

(1)冷（lěng）却速度（dù）过慢　除了（le）与设计、浇注系统（tǒng）和金属（shǔ）成分有关（guān）外，还与（yǔ）其他（tā）因素有关，如型砂紧密度偏低、当需（xū）要采用而没有采（cǎi）用冷铁（tiě）、浇注和落砂（shā）之间的时间（jiān）间隔过长，以及落砂后将灼热的铸（zhù）件堆放在一起等。 

(2)热处（chù）理不当　也是造（zào）成某（mǒu）些金属品粒（lì）粗大的主要原（yuán）因之一（yī）。 

(3)机械加工不当　不恰当的机械加工会使（shǐ）实际（jì）上致密（mì）的铸件看上（shàng）去（qù）像是具（jù）有晶粒粗大缺陷的样子（zǐ）。所谓机械加工不当，是指刀具磨得不合（hé）理、刀具过钝、切削速度或（huò）进（jìn）刀控（kòng）制有误，以（yǐ）及粗加（jiā）工方（fāng）法不当等，这些都（dōu）会（huì）造成（chéng）带有某种（zhǒng）损伤的多孔外（wài）观，这种外观会使人们认为铸件存在晶粒粗大的缺陷。