影響鑄件形成熱裂的因素是多方面的。因此，當(dāng)考慮防止熱裂的措施時(shí)，不能從單方面的影響因素著手解決，需結(jié)合具體情況進(jìn)行綜合分析，從而采取相應(yīng)辦法方可。
1、鑄件結(jié)構(gòu)
鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，往往是熱裂產(chǎn)生的原因之一。所以，在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a、兩截而相交處不要設(shè)計(jì)成直角拐彎，須設(shè)有圓角。圓角的形狀、大小視鑄件的交接情況確定。圖7舉例說明同一用途的兩種鑄鋼件結(jié)構(gòu)。圖7（a）所示結(jié)構(gòu)由于兩截面交接成一直角拐彎，形成了熱節(jié)，造成收縮應(yīng)力易于此處集中和熱裂的形成。若改為圖7 (b)所示圓弧形結(jié)構(gòu)后，熱裂即被消除。
b、盡量減小并分散熱節(jié)點(diǎn)，避免采用十字交叉的截面，在條件允許的情況下，應(yīng)將交叉的截面錯(cuò)開。圖8、9、10是各種連接形式的合理與不合理結(jié)構(gòu)的對(duì)比實(shí)例。
c、必須在鋼件上采用不等厚度的截面時(shí)，應(yīng)使鑄件各部分收縮時(shí)彼此不發(fā)生阻礙。例如手輪、齒輪等輪類鑄件除在轉(zhuǎn)角處做出圓角外，必要時(shí)可將輪輻做成彎曲狀見圖11。
2、鑄造工藝設(shè)計(jì)
a.液體金屬經(jīng)過內(nèi)澆口進(jìn)入型腔后，靠近內(nèi)澆口的鑄件冷卻較慢，形成鑄件上的薄弱區(qū)，因而較易產(chǎn)生熱裂。有時(shí)，鑄件收縮可能受到澆口阻礙而產(chǎn)生熱裂。尤其是為了使金屬液均勻澆入，應(yīng)用復(fù)雜而且相連的澆口時(shí)，危險(xiǎn)就更大。
如何比較合理地設(shè)置內(nèi)澆口，可參照?qǐng)D12、13、14所示的改進(jìn)方式進(jìn)行設(shè)置。
b、在壁厚不均勻的截面交接處，常常產(chǎn)生熱裂，為消防這類缺陷，經(jīng)用戶同意可以在這些部位設(shè)置工藝筋(見圖15)。防裂工藝筋不僅可以提高鑄件熱裂部位的強(qiáng)度，更主要是能起散熱作用，從而減緩“熱點(diǎn)”集中程度，緩解熱裂的產(chǎn)生。工藝筋設(shè)置時(shí)，要注意不宜太厚，一般為相應(yīng)部位壁厚的1/3左右，否則也會(huì)導(dǎo)致熱裂的產(chǎn)生(見圖16)。同時(shí)，還應(yīng)處理好工藝筋的形狀，必要時(shí)再在此筋中增設(shè)工藝孔(見圖17)。
3、制殼工藝方面
提高型殼的退讓性，以減少收縮阻礙，有利于減少熱裂傾向，而影響退讓性的因素有:粘結(jié)劑的類型和性能、耐火材料、硬化劑種類和制殼工藝等。因此，在滿足強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡量減少型殼的層數(shù)，對(duì)個(gè)別情況特殊的鑄件，可將加固層的水玻璃密度適當(dāng)調(diào)低至1.32，并采用氯化氨硬化工藝。
4、合金成分、熔煉工藝的調(diào)整與精煉
a、在不影響鑄件使用性能的前提下，可適當(dāng)調(diào)整合金的化學(xué)成分，縮小凝固溫度范圍，減少凝固期間的收縮量或選擇抗裂性較好的接近共晶成份。例如：在鑄造牌號(hào)為ZG45#的扳手體鑄件時(shí)，由于這一類鑄件易產(chǎn)生熱裂，調(diào)整其化學(xué)成分有利于對(duì)熱裂的防止。調(diào)整方法為在牌號(hào)規(guī)定范圍內(nèi)，將碳取下限值0.42-0.44%，硅取上限值0.45%，適當(dāng)提高至0.8-0.9%，硫、磷控制在0.04%以下。
b、對(duì)碳鋼及合金鋼進(jìn)行微合金化和變質(zhì)處理，可以明顯提高鑄鋼件的抗裂強(qiáng)度。加入稀土元素、或其他元素即能達(dá)到此目的，加入量一般均在0.3%以下。元素可以單獨(dú)加入，也可以幾種元素同時(shí)加入，常用的元素有釩、鈰、鈣、鈦、鈮等。這種方法能使鑄鋼晶粒細(xì)化與減少夾雜物，從而改變了鋼的一次結(jié)晶過程，增強(qiáng)了鑄鋼件的抗裂性能和機(jī)械性能。如在ZG25#碳鋼中加入0.5-0.2%的稀釋成0.2%的釩可使晶粒細(xì)化，消除粗大的魏氏組織；向鉻、鎳、銅鋼中加入0.05-0.1%的鈰可以消防柱狀晶組織；向ZG2Cr13和ZG1Cr18N19鑄鋼中加入0.15%鈰能消防晶界夾雜，促使硫化物夾雜分布均勻；因而提高了鑄鋼的抗裂性。
c、改進(jìn)鑄鋼的脫氧工藝，能提高鑄鋼的抗裂性能。鑄鋼件晶界的氧化夾雜物是熱裂形成的主要原因之一。提高脫氧效果，減少氧化夾雜物并改變其分布狀態(tài)可以減少鑄鋼熱裂傾向。實(shí)驗(yàn)證明，采用綜合脫氧比單獨(dú)進(jìn)行脫氧的效果地好得多。這是因?yàn)槊撗醍a(chǎn)物的尺寸要比單獨(dú)脫氧時(shí)大得多，因而有利于鋼液將脫氧產(chǎn)物排除。
綜合脫氧方法：碳鋼和低合金鋼先加錳與硅預(yù)脫氧，以鋁終脫氧。不銹鋼鋼用硅鈣粒子與石灰進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，然后再用塊狀硅鈣作沉淀終脫氧，最理想的辦法是采用多元復(fù)合脫氧劑。
d、控制鑄鋼的結(jié)晶過程，使初晶組織細(xì)化，減少熱裂傾向。采用懸浮澆注法，即在鋼水澆注的同時(shí)通過澆口或其他通道加入細(xì)顆粒金屬粉末使初晶組織細(xì)化。例如ZG35#碳鋼澆注時(shí)加入2%的錳鐵粉:澆注鉻鉬合金鋼時(shí)加入粒度0.1毫米的鉬粉，均有細(xì)化晶粒，提高機(jī)械性能減少鑄件產(chǎn)生熱裂缺陷的作用。
5、澆注條件方面
澆注方面防止熱裂的主要措施是采用高溫出爐、低溫澆注，澆注速度先快后慢的原則。但考慮到降低澆注溫度，對(duì)于薄壁件易產(chǎn)生冷隔、澆不足等缺陷，所以根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)分別按以下方法生產(chǎn)為好。
a、在澆注薄壁與桿狀(扳手、連接桿、鉗子)鑄件時(shí)，鋼水的澆注溫度控制在1540℃左右，型殼的溫度大于650℃，即要求紅殼澆注。
b、對(duì)于壁厚大于20毫米的鑄件，鋼水的澆注溫度選擇在1530℃左右，型殼的溫度在400℃以下，甚至可冷殼澆注。這樣有利于鑄件在熱裂危險(xiǎn)期的結(jié)殼強(qiáng)度提高。
c、當(dāng)遇到壁厚不均勻的鑄件，鋼水的澆注溫度取1540℃ .型殼的溫度在400-500℃左右，但必須嚴(yán)格執(zhí)行先快后慢的澆注方法。鑄件澆注后待鋼液凝固后，應(yīng)將壁厚部分的型殼先清除，讓這部分先冷卻，以達(dá)到鑄件收縮均勻之目的。以上是針對(duì)容易產(chǎn)生熱裂的碳鋼鑄件采取的措施，不銹鋼鑄件可參照進(jìn)行，但澆注溫度需適當(dāng)提高30-60℃左右。
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