鑄態金屬常(chang)見的(de)組(zu)織缺(que)陷有縮孔、疏松、偏析、內裂紋、氣(qi)泡(pao)和白(bai)點等(deng)。 


 1. 縮孔(kong) 


  金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)(zai)冷(leng)凝過(guo)程中由于體(ti)積(ji)的(de)(de)(de)收縮(suo)(suo)而在(zai)(zai)鑄錠(ding)或(huo)鑄件心部形成管狀(或(huo)喇(la)叭狀)或(huo)分(fen)散的(de)(de)(de)孔洞(dong),稱為縮(suo)(suo)孔。縮(suo)(suo)孔的(de)(de)(de)相對體(ti)積(ji)與(yu)(yu)與(yu)(yu)液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)溫度(du)、冷(leng)卻條件以及鑄件的(de)(de)(de)大(da)(da)小等有關。液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)溫度(du)越高,則(ze)液(ye)體(ti)與(yu)(yu)固(gu)體(ti)之間的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)差越大(da)(da),而縮(suo)(suo)孔的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)也越大(da)(da)。向薄(bo)(bo)壁(bi)鑄型中澆注金(jin)(jin)屬(shu)時(shi),型壁(bi)越薄(bo)(bo)、則(ze)受熱(re)越快,液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)越不易(yi)冷(leng)卻,在(zai)(zai)剛(gang)澆完鑄型時(shi),液(ye)態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)也越大(da)(da),金(jin)(jin)屬(shu)冷(leng)凝后(hou)的(de)(de)(de)縮(suo)(suo)孔也就越大(da)(da)。 

 

 2. 疏松 


 在(zai)(zai)急速冷卻的(de)條件下澆注(zhu)金屬,可避免在(zai)(zai)鑄錠(ding)上部形成(cheng)集(ji)中縮(suo)孔,但此(ci)(ci)時液體金屬與固態金屬之間的(de)體積(ji)差仍保持一定的(de)數(shu)值,雖然在(zai)(zai)表面上似乎已經消除了(le)大(da)的(de)縮(suo)孔,可是有許多(duo)細小縮(suo)孔即疏松(song),分(fen)布(bu)在(zai)(zai)金屬的(de)整(zheng)個體積(ji)中。 鋼(gang)(gang)材在(zai)(zai)鍛造和(he)軋制過程(cheng)中,疏松(song)情況可得到很大(da)程(cheng)度的(de)改善,但若由于原鋼(gang)(gang)錠(ding)的(de)疏松(song)較(jiao)(jiao)為嚴(yan)重(zhong)、壓(ya)縮(suo)比不(bu)足(zu)等原因(yin),則在(zai)(zai)熱(re)加工后(hou)較(jiao)(jiao)嚴(yan)重(zhong)的(de)疏松(song)仍會存在(zai)(zai)。此(ci)(ci)外,當原鋼(gang)(gang)錠(ding)中存在(zai)(zai)著較(jiao)(jiao)多(duo)的(de)氣泡,而在(zai)(zai)熱(re)軋過程(cheng)中焊(han)合不(bu)良(liang),或沸騰鋼(gang)(gang)中的(de)氣泡分(fen)布(bu)不(bu)良(liang),以(yi)致(zhi)影響焊(han)合,亦可能形成(cheng)疏松(song)。 


   疏松的存在具有較大的危害(hai)性,主要有以下幾種(zhong): 

   

  a. 在(zai)(zai)鑄件中,由于疏松(song)的存在(zai)(zai),顯著降(jiang)低其(qi)力學性能,可能使其(qi)在(zai)(zai)使用(yong)(yong)過程(cheng)中成為疲(pi)勞源而發生斷(duan)裂。在(zai)(zai)用(yong)(yong)作液體容器或管(guan)道的鑄件中,有時會存在(zai)(zai)基本上相互(hu)連(lian)接(jie)的疏松(song),以(yi)致不(bu)能通(tong)過水壓試(shi)驗(yan),或在(zai)(zai)使用(yong)(yong)過程(cheng)中發生滲漏現象; 


  b. 鋼材中如存(cun)在疏(shu)(shu)松(song),亦會(hui)降低(di)其力學性(xing)(xing)能,但因(yin)在熱加工過(guo)程中一(yi)般能減少(shao)或消(xiao)除疏(shu)(shu)松(song),故疏(shu)(shu)松(song)對鋼材性(xing)(xing)能的影響比鑄件的小; 


  c. 金屬中存在較嚴重的疏松,對機(ji)械加工后的表面(mian)粗糙度有(you)一定的影(ying)響。


 3. 偏析 


  金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)冷(leng)凝(ning)(ning)過程(cheng)中(zhong)(zhong),由(you)于(yu)某些(xie)因素(su)的(de)影響而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)化學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)不(bu)均勻現象稱為偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)分(fen)為晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)內偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、區域(yu)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。 由(you)于(yu)擴散(san)不(bu)足(zu),在(zai)(zai)凝(ning)(ning)固后(hou)的(de)金(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong),便存在(zai)(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)范圍內的(de)成(cheng)(cheng)分(fen)不(bu)均勻現象,即晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)內偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。基于(yu)同一原因,在(zai)(zai)固溶(rong)(rong)(rong)(rong)體(ti)金(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong),后(hou)凝(ning)(ning)固的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與先凝(ning)(ning)固的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)成(cheng)(cheng)分(fen)也(ye)(ye)會不(bu)同,即晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。碳化物偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)是一種晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。 在(zai)(zai)澆(jiao)注(zhu)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鍵(或鑄(zhu)(zhu)(zhu)件)時(shi)(shi),由(you)于(yu)通(tong)過鑄(zhu)(zhu)(zhu)型(xing)壁強烈(lie)的(de)定向散(san)熱,在(zai)(zai)進行著凝(ning)(ning)固的(de)合金(jin)內便形(xing)成(cheng)(cheng)一個較大的(de)溫差。結果(guo)(guo)就必(bi)然導致(zhi)外層區域(yu)富(fu)集高熔點組(zu)元(yuan),而(er)心部則富(fu)集低(di)熔點組(zu)元(yuan),同時(shi)(shi)也(ye)(ye)富(fu)集著凝(ning)(ning)固時(shi)(shi)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)出的(de)非金(jin)屬(shu)雜質和氣體(ti)等。這種偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)稱為區域(yu)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。 在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)冷(leng)凝(ning)(ning)過程(cheng)中(zhong)(zhong),如果(guo)(guo)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)出的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與余(yu)下的(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)兩者密度(du)(du)不(bu)同時(shi)(shi),這些(xie)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)便傾向于(yu)在(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)下沉或上浮(fu),所形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)化學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)不(bu)均勻現象,稱為比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與余(yu)下的(de)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)之間(jian)(jian)的(de)密度(du)(du)差越(yue)(yue)大,比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)越(yue)(yue)大。這種密度(du)(du)差取(qu)決于(yu)金(jin)屬(shu)組(zu)元(yuan)的(de)密度(du)(du)差,以及晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)與溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)之間(jian)(jian)的(de)成(cheng)(cheng)分(fen)差。如果(guo)(guo)冷(leng)卻越(yue)(yue)緩慢(man),隨著溫度(du)(du)降(jiang)低(di)初生晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)數量的(de)增(zeng)加越(yue)(yue)緩慢(man),則晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)在(zai)(zai)溶(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)能自(zi)由(you)浮(fu)沉的(de)溫度(du)(du)范圍越(yue)(yue)大,因而(er)比(bi)重(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)也(ye)(ye)越(yue)(yue)強烈(lie)。 


 4. 氣(qi)泡 


  金屬在(zai)熔融狀態時(shi)能溶(rong)(rong)解大量的氣(qi)(qi)體,在(zai)冷凝過(guo)程中(zhong)因溶(rong)(rong)解度(du)隨(sui)溫度(du)的降低而急劇減小(xiao),致使氣(qi)(qi)體從液(ye)態金屬中(zhong)釋放(fang)出來。若此時(shi)金屬已完(wan)全凝固,則(ze)剩下的氣(qi)(qi)體不易逸出,有一(yi)部(bu)分就包容(rong)在(zai)還處于(yu)塑性狀態的金屬中(zhong),于(yu)是形成氣(qi)(qi)孔,則(ze)稱其為氣(qi)(qi)泡。 


  氣泡的有害影響表現(xian)如下: 


  a. 氣泡減少金(jin)屬(shu)鑄件的(de)有效(xiao)截(jie)面,由于其缺口效(xiao)應,大(da)大(da)降低了材料(liao)的(de)強(qiang)度; 


  b. 當鑄(zhu)錠(ding)表面存在著(zhu)氣(qi)泡時,在熱鍛(duan)加熱時可能(neng)被氧化,在隨(sui)后的鍛(duan)壓過程中不能(neng)焊合而形(xing)成細紋或裂縫; 


  c. 在沸騰鋼及某些合(he)金中,由于氣泡的(de)存在還可能產生偏析導(dao)致裂縫。


 5. 白點 


  在經侵蝕后的橫(heng)向(xiang)截面(mian)上,呈現(xian)較多短(duan)小的不(bu)連續的發絲狀裂縫;而在縱向(xiang)斷(duan)面(mian)上會(hui)發現(xian)表面(mian)光滑、銀白(bai)(bai)色的圓(yuan)形或橢圓(yuan)形的斑(ban)點(dian),這種缺陷(xian)稱為白(bai)(bai)點(dian)。


   白點(dian)(dian)最容易產生在鎳、鉻、錳作為(wei)合(he)金(jin)元素的合(he)金(jin)結構(gou)鋼(gang)(gang)及(ji)低合(he)金(jin)工具鋼(gang)(gang)中(zhong)。 奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)及(ji)萊(lai)氏體(ti)鋼(gang)(gang)中(zhong),從未(wei)發現過白點(dian)(dian);鑄鋼(gang)(gang)中(zhong)也(ye)可(ke)能發現白點(dian)(dian),但極(ji)為(wei)罕見;焊接工件的熔(rong)焊金(jin)屬中(zhong)偶爾也(ye)會產生白點(dian)(dian)。


  白點的(de)(de)產(chan)生與鋼(gang)材(cai)的(de)(de)尺寸(cun)也有(you)一(yi)定的(de)(de)關(guan)系(xi),橫(heng)截(jie)面(mian)的(de)(de)直徑或(huo)厚(hou)度小于30mm的(de)(de)鋼(gang)材(cai)不易產(chan)生白點。 通常具(ju)有(you)白點的(de)(de)鋼(gang)材(cai)縱向抗拉強度與彈性(xing)(xing)極限降低并不多,但伸長率(lv)則顯著(zhu)降低,尤(you)其是斷(duan)面(mian)收縮率(lv)與沖擊韌性(xing)(xing)降低得(de)更多,有(you)時(shi)可能接(jie)近于零。且這種鋼(gang)材(cai)的(de)(de)橫(heng)向力學性(xing)(xing)能比縱向力學性(xing)(xing)能降低得(de)多。因此具(ju)有(you)白點的(de)(de)鋼(gang)材(cai)一(yi)般不能使用。