地梁在共晶凝固過程中，析出片狀石墨，在共晶液中優先長大，產生體積膨脹及壓力，并絕大多數地梁直接作用在初生奧氏體枝晶或共晶團的液體上，推動地梁液體通過枝晶間的通道去補縮由液態和固態收縮所形成的小孔洞，這液體奧氏體液體就是灰鑄鐵的自補縮能力。另外，片狀石墨長大所產生的膨脹壓力通過奧氏體或共晶團作用在地梁鑄型表面，使型腔擴大，這種現象稱石墨為縮前膨脹。但是由于在地梁凝固中期灰鑄鐵表層已凝灰鑄鐵中石墨的膨脹與自補縮固形成外殼，能夠承受一定的石墨化膨脹壓力，所以地梁的縮前膨脹對鑄型影響不大，但在硬殼內部有很大的膨脹壓力，將更有利于發揮地梁的自補縮能力而使其產生縮孔的傾向減小。因此，只有當地梁的液態收縮和凝固收縮的總和大于石墨析出所產生的膨脹和固態收縮的總和時，地梁才會產生縮孔，否則地梁不會產生縮孔。可以發現灰鑄鐵產生縮孔的傾向比其他合金小很多，碳硅含量較低的高牌號灰鑄鐵石墨析出量少時，才考慮地梁設置冒口進行補縮。

常用合金的縮孔體積在凝固各個階段的收縮和膨脹情況

鑄鐵平臺收縮與補縮、收縮與膨脹按比例進行的一種凝固原則。鑄件凝固時間，當鑄鐵平臺收縮量大，而石墨化膨脹量小時，表觀收縮量大，均衡鑄鐵平臺收縮與膨脹疊加，冒口補縮量大，補縮時間長。如果鑄鐵平臺無膨脹(如鑄鋼、白口鑄鐵)，鑄鐵平臺凝固時間就是冒口補縮時間。

地梁灰鑄鐵和球墨鑄鐵件在冷、凝固過程中，既有液態收縮、凝固收縮，又有石墨析出生的膨脹。宏觀上，地梁成形過程中所表現出來的體積變化是膨脹與收縮綜合作用的結果。均衡凝固研究含有石墨的鑄鐵件(以下簡稱鑄鐵件)脹縮相的自補縮作用與澆冒口外補縮的規律，提出反映地梁凝固、收縮與補縮特點的工藝設計原則和生產技術，與同時地梁凝固、順序凝固并存，構成鑄件工藝設計的原則。

地梁在凝固過程中存在著收縮和膨脹并存的現象，其收縮與膨脹疊加。曲線ABC為鑄鐵件的總收縮曲線，為液態收縮和凝固收縮之和;曲線ADC為地梁的石墨化膨脹曲線;曲線ABP為脹和收縮相的凈結果曲線，稱為地梁的表觀收縮是鑄鐵件表現出來的收縮量;點P為均衡點，此時表觀收縮量為零，即為地梁冒口補縮終止時間;點A與點P之間的時間為冒口補縮時間。

與順序凝固不同，均衡地梁凝固技術強調冒口只補充鑄鐵件膨脹和收縮相抵的差額，而充分利用石墨化膨脹的自補縮作用。地梁產生體積收縮，凝固時因析出石墨又發生體積膨脹，膨脹時會抵消一部分收縮。地梁均衡凝固就是利用收縮和膨脹的時間疊加，采取工藝措施，使單位時間內的表觀收縮時間。

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