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泼的元素，能与许多元素化合，多以化合物形态存在于铸造合金中。氮在铸钢、铸铁中有一定的溶解度，而在铝合金中几乎不能溶解。水蒸气不能直接溶解在金属中，但它是氧化性气体，能与金属反应生成氢，增加金属的吸气倾向。其它气体如CO、CO2、碳氢化合物气体等均不能溶解在金属中 气体的来源
1)在熔炼过程中，合金液直接与炉气接触，是金属吸气的主要途径。
2)炉料的锈蚀或油污、使用潮湿或含硫量过高的燃料都会导致炉气中水蒸气、氢气和二氧化硫等气体的含量增加，增加合金液的吸气。
3)合金液与铸型的相互作用，是合金吸气的另一途径。铸型中的水分(即使烘干的铸型，浇注前也会吸收水分)、粘土中的结晶水在金属液的热作用下分解、有机物的燃烧都能产生大量气体。
4)浇注系统设计不当、铸型透气性差、无足够的排气措施、浇注速度控制不当，都会使合金液在浇入型腔时发生喷射、飞溅和涡流而使空气卷入，增加合金中的气体。
气孔是铸件中最常见的一种缺陷。它不但减小铸件的有效工作断面，还产生应力集中，成为零件断裂的裂纹源，显著降低铸件的强度和塑性。尤其是形状不规则的气孔不仅增加缺口敏感使金属的强度下降，而且还降低铸件的疲劳强度。弥散性气孔使铸件组织疏松，降低铸件的气密性。
溶解于固态金属中的气体对铸件机械性能和质量也有不良影响。例如，溶解在合金中的氧和氮使其强度，特别是塑性大幅度降低。溶解在钢和铜合金中的氢，易使合金产生细小裂纹而变脆。
液态金属中溶解的气体对其铸造性能也有不良影响。铸件凝固时，气体析出的反压力阻止金属液补缩，使铸件产生晶间缩松。含有气体的合金液其流动性明显降低。
析出性气孔特征
金属液在凝固过程中，因气体溶解度下降析出气体、形成气泡未能排除而形成的气孔，称为析出性气孔。
这类气孔在铸件断面上大面积均匀分布，而在铸件最后凝固部位、冒口附近、热节中心部位最为密集。析出性气孔呈团球状、多角状和断续裂纹状或呈混合型。
析出性气孔常发生在同一炉或同一包浇注的全部或大多数铸件中。
析出性气孔主要是氢气孔和氮气孔。铝合金铸件最易出现析出性气孔，其次是铸钢件，在铸铁件中有时也会出现。铸件产生析出性气孔时，冒口或浇口的缩孔减小，严重时浇冒口顶面甚至有程度不同的上涨。
晶间液体中气体的浓度随着凝固的进行继续增大，且在枝晶根部附近其浓度最大，具有很大的析出动力。同时，枝晶间也富集着其它溶质，容易生成非金属夹杂物，为气泡生核提供衬底；合金液凝固收缩形成的缩孔，初期处于真空状态，也给气体析出创造有利条件。因此，此处最容易形成气泡，而成为析出性气孔。
可见，即使注入型腔的合金液，其原始气体浓度低于饱和浓度，因凝固过程中气体溶质的再分配，在凝固后期的液相中，气体浓度仍可能过饱和而产生
析出性气孔。
综上可知，析出性气孔的形成机理是，合金凝固时，气体溶解度急剧下降，由于溶质的再分配，在固-液界面前的液相中气体溶质富集，当其浓度过饱和时，产生很大的析出动力，在现成的衬底上气体析出，形成气泡，保留在铸件中成为析出性气孔。
非金属夹杂物对铸件质量的影响
第十八章铸件中的非金属夹杂物
1）对机械性能的影响
氧化夹杂物对钢冲击韧性的影响，随着氧化夹杂数量的增多，冲击韧性 (值)明显下降。
夹杂物还使材料的疲劳极限降低。夹杂物越粗大，材料的疲劳极限越低。尖角形的夹杂物引起应力集中，促使微裂纹的产生，加速零件破坏。 （2）对铸造性能的影响
金属液中含有固体夹杂物时，其流动性显著降低。
分布在晶界上的低熔点夹杂物是铸件产生热裂纹的主要原因之一。低熔点夹杂物(如钢中的FeO)促进铸件产生微观缩孔和缩气孔
在某些情况下，铸件中的非金属夹杂物对铸件质量有良好作用。如，钢中的氧化物、碳化物和铸铁中的磷共晶能提高材料的硬度、增加耐磨性。钢中微量的钙和硫形成球形硫化物，分布在晶内，对机械性能影响不大，却能改善钢的切削性能。有些难熔的非金属夹杂物可成为非自发结晶的核心，细化铸件的宏观组织。
浇注时形成的非金属夹杂物 形成过程
在浇注及充型过程中生成的非金属夹杂物主要是氧化物，故又称为二次氧化夹杂物。 液体金属与大气接触时，金属液表面层易氧化元素被氧化后，金属液内部该元素的原子则不断向表面扩散，又与被金属液表面吸附的氧原子相互作用，而被氧化，金属液表面很快生成一层薄膜。同时，表面吸附的氧原子也不断地向内扩散，氧化膜不断增厚，但氧原子向内扩散距离不大。当形成一层致密的氧化膜后，阻止氧原子继续向内扩散，氧化膜就不再加厚。如果氧化膜一旦遭到破坏，表面又会生成一层氧化膜
在浇注过程中，金属液的断流、在充型过程中产生的涡流、飞溅等都会把氧化膜卷入金属液内产生氧化夹杂。
脱氧后，刚出炉的金属液与铸件的含氧量对比发现，铸件的含氧量明显增加。浇注过程中的二次氧化是铸件产生非金属夹杂的主要途径 影响二次氧化夹杂物形成的因素
二次氧化夹杂物的生成与合金液的成分、液流特征、浇注工艺和铸型条件等因素有关。 1）合金成分
在合金液中合金元素的含量都不多，故可将合金液看作稀溶液，活度可近似地以浓度代替。因此，合金元素含量的多少直接影响二次氧化夹杂物生成的数量和组成。
含稀土元素的球铁铁液，由于二次氧化物的结膜温度低，呈液态，易排除，减少了铸件中的二次氧化夹杂物。
应该从元素的氧化难易、含量多少、结膜温度和逸出气体几个方面来综合考虑合金成分对二次氧化夹杂物的影响。 减少和排除夹杂物的途径
1）正确地选择合金成分，严格控制易氧化元素的含量。（2）加熔剂 金属液表面覆盖一层熔剂，能吸收上浮的夹杂物（如铝合金精炼时加氯盐、氟盐），或向金属液中加入熔剂，使之与夹杂物形成密度更小的液态夹杂物。如向球铁液中加入冰晶石，可降低夹杂物熔点，便于聚合和上浮。3）采用复合脱氧剂 采用单一脱氧剂，由于脱氧产物熔点高（表18-2），易成为夹杂物残存在铸件中（4）采用真空或在保护气氛下熔炼和浇注。 5）应避免金属液在浇注和充型时发生飞溅和涡流，尽可能保证充型平稳。（6）过滤法 金属液通过过滤器，再注入型腔，也可达到去除夹杂物的目的。7）为减少铸型的氧化气氛，除严格控制铸型水分外，还可在型砂中添加附加物，
第十九章 铸件的收缩
任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却到常温都要经历三个互相联系的收缩阶段（图19-1）：1）液态收缩阶段（Ⅰ）； 2）凝固收缩阶段（Ⅱ）；3）固态收缩阶段（Ⅲ）。 （1）液态收缩
充满铸型瞬间，液态金属所具有的温度 t浇 冷却至开始凝固的液相线温度 tL 的体收缩为液态收缩。因此在此阶段中，金属处于液态，体积的缩小仅表现为型腔内的液面的降低
（2）凝固收缩
对于纯金属和共晶合金，凝固期间的体收缩只是由于状态的改变，而与温度无关，故具有一定的数值（见表11-4）。
具有一定结晶温度范围的合金由液态转变为固态时，收缩率既与状态改变时的体积变化有关，又与结晶温度范围有关
（3）固态收缩
在固态收缩阶段，铸件各个方向上都表现出线尺寸的缩小。因此，这个阶段对铸件的形状和尺寸的精度影响最大
缩孔 铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔。容积大而集中的孔洞称为集中缩孔，或简称为缩孔。
缩松 细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称为缩松。 第二十章 铸件的热裂
热裂形成的机理主要有液膜理论和强度理论
（1）液膜理论
合金的热裂倾向性与合金结晶末期晶体周围的液体性质及其分布有关。铸件冷却到固相线附近时，晶体周围还有少量末凝固的液体，构成液膜。温度越接近固相线，液体数量越少，铸件全部凝固时液膜即消失。如果铸件收缩受到某种阻碍，变形主要集中在液膜上，晶体周围的液膜被拉长。当应力足够大时，液膜开裂，形成晶间裂纹。
因此，液膜理论认为，热裂纹的形成是由于铸件在凝固末期晶间存在液膜和铸件在凝固过程中受拉应力共同作用的结果。液膜是产生热裂纹的根本原因，而铸件收缩受阻是产生热裂纹的必要条件。 （2）强度理论
铸件在凝固后期，固相骨架已经形成并开始线收缩，由于收缩受阻，铸件中产生应力和变形。当应力或变形超过合金在该温度下的强度极限或变形能力时，铸件便产生热裂纹。对合金高温力学性能的研究表明，在固相线附近合金的强度和断裂应变都很低，合金呈脆性断裂。
第二十一章铸造应力、变形及冷裂 铸造应力
铸件在凝固和以后的冷却过程中，发生线收缩，有些合金还发生固态相变，也会引起体积的膨胀或收缩。这种变化往往受到外界的约束或铸件各部分之间的相互制约而不能自由地进行，于是在产生变形的同时还产生应力，这种应力统称为铸造应力
铸造应力按其产生原因分为三种：热应力、相变应力和机械阻碍应力 热应力：铸件在凝固和其后的冷却过程中，由于铸件各部分冷却速度不同，造成同一时刻收缩量的不一致，铸件各部分彼此相互制约，因而产生应力。这种应力称为热应力。
相变应力：固态发生相变的合金，由于铸件各部分冷却条件不同，它们到达相变温度的时刻不同，且相变的程度也不同，由此而产生的应力称为相变应力。
机械阻碍应力：铸件的收缩受到诸如铸型、型芯、箱档和芯骨等机械阻碍而产生的应力称为机械阻碍应力。
铸件的冷裂
冷裂是铸件中应力超出合金的强度极限而产生的。冷裂往往出现在铸件受拉伸的部位，特别是有应力集中的地方。影响冷裂的因素与影响铸造应力的因素基本是一致的。
冷裂外形呈连续直线状或圆滑曲线状，常常穿过晶粒，断口有金属光泽或呈轻微的氧化色。
形状复杂的大型铸件容易产生冷裂。有些冷裂纹在打箱清理后即能发现，有些在水爆清砂后发现，有些则是因铸件内部有很大的残余应力，在清理和搬运时受到震击形成的。
防止铸件产生变形和冷裂的途径
铸件产生冷裂和变形的原因是冷却过程中铸件各部分冷却速度不一致。因此，前节所述防止铸件产生铸造应力的方法都可用于防止铸件产生变形和冷裂。 此外，从工艺上防止变形还可以采取以下措施：
1）提高铸型刚度，加大压铁重量可以减小铸件的挠曲变形量。
2）控制铸件打箱时间。过早打箱，铸件温度高，在空气中冷却会加大内外温差，以致引起变形和开裂。适当延长打箱时间，可避免开裂和减小变形，但对于某些结构复杂的铸件，因铸型或型芯溃散性差，会引起冷裂。对易变形的重要铸件，可采用早打箱，并立即放入炉内保温缓冷的工艺。
3）采取反变形措施。在模样上做出与铸件残余变形量相等、方向相反的预变形量，按该模样生产铸件，铸件经冷却变形后，尺寸和形状刚好符合要求。 4）设置防变形筋。防变形筋能承受一部分应力，可防止变形。待铸件热处理后再将防变形筋去除。
5）改变铸件的结构，采用弯形轮幅代替直轮幅，减小阻力，防止变形。