（1）、熱裂紋的形貌和特征
熱裂紋是鑄件在凝固末期或凝固后不久尚處于強(qiáng)度和塑性很低狀態(tài)下，因鑄件固態(tài)收縮受阻而引起的裂紋。熱裂紋是鑄鋼件、可鍛鑄鐵件和某些輕合金鑄件生產(chǎn)中常見的鑄造缺陷之一。熱裂紋在晶界萌生并沿晶界擴(kuò)展，其形狀粗細(xì)不均，曲折而不規(guī)則。裂紋的表面呈氧化色，無金屬光澤。鑄鋼件裂紋表面近似黑色，而鋁合金則呈暗灰色。外裂紋肉眼可見，可根據(jù)外形和斷口特征與冷裂區(qū)分。
熱裂紋又可分為外裂紋和內(nèi)裂紋。在鑄件表面可以看到的熱裂紋稱為外裂紋。外裂紋常產(chǎn)生在鑄件的拐角處、截面厚度急劇變化處或局部疑固緩慢處、容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的地方。其特征是表面寬內(nèi)部窄，呈撕裂狀。有時(shí)斷口會(huì)貫穿整個(gè)鑄件斷面。熱裂紋的另一特征是裂紋沿晶粒邊界分布。內(nèi)裂紋一般發(fā)生在鑄件內(nèi)部最后凝固的部位裂紋形狀很不規(guī)則，斷面常伴有樹枝晶，通常情況下，內(nèi)裂紋不會(huì)延伸到鑄件表面。
（2）、 熱裂紋形成的原因
形成熱裂紋的理論原因和實(shí)際原因很多，但根本原因是鑄件的凝固方式和凝固時(shí)期鑄件的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。
液體金屬澆入到鑄型后，熱量散失主要是通過型壁，所以，凝固總是從鑄件表面開始。當(dāng)凝固后期出現(xiàn)大量的枝晶并搭接成完整的骨架時(shí)，固態(tài)收縮開始產(chǎn)生。但此時(shí)枝晶之間還存在一層尚未凝固舶液體金屬薄膜（液膜），如果鑄件收縮不受任何阻礙，那么枝晶骨架可以自由收縮，不受力的作用。當(dāng)枝晶骨架的收縮受到砂型或砂芯等的阻礙時(shí)，不能自由收縮就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其材料強(qiáng)度極限時(shí)，枝晶之間就會(huì)產(chǎn)生開裂。如果枝晶骨架被拉開的速度很慢，而且被拉開部分周圍有足夠的金屬液及時(shí)流入拉裂處并補(bǔ)充，那么鑄件不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。相反，如果開裂處得不到金屬液的補(bǔ)充，鑄件就會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。
由此可知，寬凝固溫度范圍，糊狀或海綿網(wǎng)絡(luò)狀凝固方式的合金最容易產(chǎn)生熱裂。隨著凝固溫度范圍的變窄，合金的熱裂傾向變小，恒溫凝固的共晶成分的合金最不容易形成熱裂。熱裂形成于鑄件凝固時(shí)期，但并不意味著鑄件凝固時(shí)必然產(chǎn)生熱裂。主要取決于鑄件凝固時(shí)期的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。鑄件凝固區(qū)域固相晶粒骨架中的熱應(yīng)力，易使鑄件產(chǎn)生熱裂或皮下熱裂；外部阻礙因素造成的收縮應(yīng)力，則是鑄件產(chǎn)生熱裂的主要條件。處于凝固狀態(tài)的鑄件外殼，其線收縮受到砂芯、型砂、鑄件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻礙，外殼中就會(huì)有收縮應(yīng)力（拉應(yīng)力），鑄件熱節(jié)，特別是熱節(jié)處尖角所形成的外殼較薄，就成為收縮應(yīng)力集中的地方，鑄件最容易在這些地方產(chǎn)生熱裂。
熱裂紋產(chǎn)生的原因體現(xiàn)在工藝和鑄件結(jié)構(gòu)方面其中有：鑄件壁厚不均勻，內(nèi)角太??；搭接部位分叉太多，鑄件外框、肋板等阻礙鑄件正常收縮；澆冒口系統(tǒng)阻礙鑄件正常收縮，如澆冒口靠近箱帶或澆冒口之間型砂強(qiáng)度很高，限制了鑄件的自由收縮；冒口太小或太大；合金線收縮率太大；合金中低熔點(diǎn)相形成元素超標(biāo)，鑄鋼鑄鐵中硫、磷含量高；鑄件開箱落砂過早，冷卻過快。
（3）熱裂紋防治方法
（a）、改善鑄件結(jié)構(gòu)
壁厚力求均勻，轉(zhuǎn)角處應(yīng)作出過渡圓角，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。輪類鑄件的輪輻必要時(shí)可
做成彎曲狀。
（b）、提高合金材料的熔煉質(zhì)量
采用精煉和除氣工藝去除金屬液中的氧化夾雜和氣體等。控制有害雜質(zhì)的含量，采用合理的熔煉工藝，防止產(chǎn)生冷裂紋。
（c）、采用正確的鑄造工藝措施
使鑄件實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固 不僅有利于防止熱裂紋，也有助于防止冷裂紋。合理設(shè)置澆冒口的位置和尺寸，使鑄件各部分的冷卻速度盡量均勻一致，減少冷裂紋傾向。
正確確定鑄件在砂型中的停留時(shí)間 砂型是一種良好的保溫容器，能使鑄件較厚和較薄處的溫度進(jìn)一步均勻化，減少它們之間的溫度差，降低熱應(yīng)力，減少冷裂紋傾向。延長鑄件在鑄型內(nèi)的停留時(shí)間，以免開箱過早在鑄件內(nèi)造成較大的內(nèi)應(yīng)力，而產(chǎn)生冷裂紋。
增加砂型、砂芯的退讓性 鑄件凝固后及早卸去壓箱鐵，松開砂箱緊固裝置等，是防止由于收縮應(yīng)力而使鑄件產(chǎn)生冷裂的有效措施。大型鑄件的砂型和砂芯，在澆注后可提前挖去部分型砂和芯砂，以減少它們對(duì)鑄件的收縮阻力，促使鑄件各部分均勻冷卻。鑄件在落砂、清理和搬運(yùn)過程中，應(yīng)避免碰撞、擠壓，防止鑄件產(chǎn)生冷裂紋。
（d）、時(shí)效熱處理
鑄造應(yīng)力大的鑄件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行時(shí)效熱處理，避免過大的殘余應(yīng)力使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。必要時(shí)，鑄件在切割澆冒口或焊補(bǔ)后，還要進(jìn)行一次時(shí)效熱處理
2） 冷裂紋是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)，因局部鑄造應(yīng)力大于合金極限強(qiáng)度而引起的開裂。冷裂紋總是發(fā)生在冷卻過程中承受拉應(yīng)力的部位，特別是拉應(yīng)力集中的部位。冷裂紋與熱裂紋不同，冷裂紋往往穿晶擴(kuò)展到整個(gè)截面，外形呈寬度均勻細(xì)長的直線或折線狀，冷裂紋的斷口表面子凈有金屬光澤或呈輕度氧化色，裂紋走向平滑，而非沿晶界發(fā)生。這與熱裂紋有顯著的不同。冷裂紋檢驗(yàn)用肉眼可見，可根據(jù)其宏觀形貌及穿晶擴(kuò)展的微觀特征，與熱裂紋區(qū)別。
當(dāng)鑄件內(nèi)的鑄造應(yīng)力大于金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件將產(chǎn)生冷裂紋。因此凡是增加鑄件應(yīng)力和降低金屬強(qiáng)度的因素都可能促使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。主要原因有以下幾方面：
（1）、鑄件結(jié)構(gòu)
鑄件壁厚不均勻，促使鑄件產(chǎn)生鑄造應(yīng)力，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生冷裂紋類缺陷。剛性結(jié)構(gòu)的鑄件，由于其結(jié)構(gòu)的阻礙，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。如一“薄壁大芯”壁厚均勻的箱形鑄件，由于砂芯的阻礙而產(chǎn)生了臨時(shí)收縮應(yīng)力，當(dāng)超過合金材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)使鑄件產(chǎn)生冷裂。
（2）、澆冒口系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理
對(duì)于壁厚不均勻的鑄件，如果內(nèi)澆口設(shè)置在鑄件的壁厚部分時(shí)，將使鑄件厚壁部分的冷卻速度更加緩慢，導(dǎo)致或加劇鑄件各部分冷卻速度的差別，增大鑄造的熱應(yīng)力，促使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。澆冒口設(shè)置不當(dāng)，直接阻礙鑄件收縮，也促使鑄件產(chǎn)生冷裂紋。由于澆口比鑄件薄，澆口首先凝固，當(dāng)鑄件向內(nèi)收縮受到澆口的阻礙時(shí)，產(chǎn)生拉應(yīng)力，通常容易在兩個(gè)澆口之間的壁上產(chǎn)生冷裂紋。其次，型砂或芯砂的高溫強(qiáng)度或干強(qiáng)度太高，高溫退讓性差，使鑄件收縮受到阻礙，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生冷裂紋。
（3）、合金材料的化學(xué)成分不合格
鋼中含碳量和其他合金元素含量偏高使鑄件容易發(fā)生冷裂紋。韌性合金材料不易產(chǎn)生冷裂紋，脆性合金材料易產(chǎn)生冷裂紋。磷是鋼中的有害元素，當(dāng)含ω（P）＞0.05%時(shí)，使鋼冷脆性增加，容易產(chǎn)生冷裂紋。在灰鑄鐵中，存在過量的反石墨化元素，也會(huì)引起鑄件的收縮量增加，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生冷裂紋。
（4）、控制開箱時(shí)間
鑄件開箱過早，落砂溫度過高，在清砂時(shí)受到碰撞、擠壓都會(huì)引起鑄件開裂。
如圖：工程機(jī)械軸套開裂分析
