鑄態金屬常(chang)見的(de)組織缺陷有縮孔(kong)、疏松、偏析(xi)、內裂紋、氣泡和(he)白點(dian)等。 


 1. 縮孔 


  金(jin)(jin)(jin)(jin)屬在(zai)冷凝(ning)過程中由于體積的(de)(de)收縮(suo)(suo)而(er)在(zai)鑄(zhu)錠(ding)或鑄(zhu)件(jian)心部形成(cheng)管狀(zhuang)（或喇叭狀(zhuang)）或分散(san)的(de)(de)孔(kong)洞，稱為縮(suo)(suo)孔(kong)。縮(suo)(suo)孔(kong)的(de)(de)相(xiang)對體積與(yu)與(yu)液(ye)態(tai)(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)溫(wen)度、冷卻條件(jian)以及鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)大小等(deng)有關。液(ye)態(tai)(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)溫(wen)度越高，則(ze)液(ye)體與(yu)固體之間(jian)的(de)(de)體積差越大，而(er)縮(suo)(suo)孔(kong)的(de)(de)體積也越大。向(xiang)薄壁(bi)鑄(zhu)型中澆注金(jin)(jin)(jin)(jin)屬時，型壁(bi)越薄、則(ze)受熱越快，液(ye)態(tai)(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬越不易冷卻，在(zai)剛澆完鑄(zhu)型時，液(ye)態(tai)(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)體積也越大，金(jin)(jin)(jin)(jin)屬冷凝(ning)后(hou)的(de)(de)縮(suo)(suo)孔(kong)也就越大。 

 

 2. 疏松 


 在(zai)(zai)(zai)急速冷卻的條件下澆(jiao)注金屬(shu)，可(ke)避免在(zai)(zai)(zai)鑄錠(ding)上部形成集中縮(suo)孔，但(dan)此時液(ye)體金屬(shu)與固態金屬(shu)之(zhi)間的體積差仍保(bao)持一定的數值(zhi)，雖然在(zai)(zai)(zai)表面上似(si)乎已經(jing)消除(chu)了(le)大(da)(da)的縮(suo)孔，可(ke)是有許(xu)多(duo)細小縮(suo)孔即疏(shu)松(song)，分布在(zai)(zai)(zai)金屬(shu)的整個(ge)體積中。 鋼材在(zai)(zai)(zai)鍛造和軋制過程中，疏(shu)松(song)情況(kuang)可(ke)得到很大(da)(da)程度的改善，但(dan)若由于原(yuan)鋼錠(ding)的疏(shu)松(song)較為嚴(yan)(yan)重(zhong)、壓(ya)縮(suo)比(bi)不(bu)足等原(yuan)因(yin)，則在(zai)(zai)(zai)熱(re)加工后較嚴(yan)(yan)重(zhong)的疏(shu)松(song)仍會存在(zai)(zai)(zai)。此外(wai)，當(dang)原(yuan)鋼錠(ding)中存在(zai)(zai)(zai)著較多(duo)的氣泡(pao)(pao)，而在(zai)(zai)(zai)熱(re)軋過程中焊合(he)(he)不(bu)良(liang)，或沸騰鋼中的氣泡(pao)(pao)分布不(bu)良(liang)，以致影響焊合(he)(he)，亦可(ke)能形成疏(shu)松(song)。 


   疏松(song)的存(cun)在具有較大的危(wei)害(hai)性，主(zhu)要有以下幾種： 

   

  a. 在(zai)(zai)鑄件中(zhong)(zhong)，由于疏(shu)松的存在(zai)(zai)，顯著降低其(qi)力學性能，可能使其(qi)在(zai)(zai)使用過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)成(cheng)為疲勞源而發生斷裂。在(zai)(zai)用作液體容器(qi)或管道的鑄件中(zhong)(zhong)，有時會存在(zai)(zai)基本(ben)上相互連接的疏(shu)松，以致不能通過(guo)(guo)水(shui)壓(ya)試驗，或在(zai)(zai)使用過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)發生滲漏現(xian)象； 


  b. 鋼(gang)材(cai)中如(ru)存在疏(shu)松(song)，亦會(hui)降低其力學性(xing)能(neng)，但(dan)因在熱加工過程中一般(ban)能(neng)減(jian)少或消除疏(shu)松(song)，故疏(shu)松(song)對鋼(gang)材(cai)性(xing)能(neng)的(de)影響比鑄件(jian)的(de)小； 


  c. 金屬中存在(zai)較嚴重的疏(shu)松，對(dui)機械加工(gong)后的表面(mian)粗糙度有一定的影響。


 3. 偏析 


  金(jin)(jin)(jin)(jin)屬在(zai)(zai)冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)過程(cheng)中(zhong)(zhong)，由于某些因素的(de)(de)(de)(de)影響而(er)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻現象(xiang)(xiang)稱為偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)分為晶(jing)內(nei)(nei)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)、晶(jing)間偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)、區域偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)、比重偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。 由于擴散不(bu)(bu)足，在(zai)(zai)凝(ning)(ning)(ning)固(gu)后(hou)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬中(zhong)(zhong)，便(bian)存(cun)在(zai)(zai)晶(jing)體(ti)(ti)范(fan)圍(wei)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻現象(xiang)(xiang)，即晶(jing)內(nei)(nei)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。基于同(tong)(tong)一原(yuan)因，在(zai)(zai)固(gu)溶(rong)體(ti)(ti)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬中(zhong)(zhong)，后(hou)凝(ning)(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)與(yu)先(xian)凝(ning)(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)成(cheng)分也會不(bu)(bu)同(tong)(tong)，即晶(jing)間偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。碳化(hua)物偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)是一種(zhong)晶(jing)間偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。 在(zai)(zai)澆注鑄鍵(或鑄件)時，由于通過鑄型壁強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)定向散熱，在(zai)(zai)進(jin)行著凝(ning)(ning)(ning)固(gu)的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)內(nei)(nei)便(bian)形成(cheng)一個較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)溫差。結果就必然導(dao)致外層區域富(fu)(fu)集高(gao)熔點(dian)組(zu)元，而(er)心部則富(fu)(fu)集低熔點(dian)組(zu)元，同(tong)(tong)時也富(fu)(fu)集著凝(ning)(ning)(ning)固(gu)時析(xi)(xi)(xi)(xi)出的(de)(de)(de)(de)非(fei)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬雜質和氣(qi)體(ti)(ti)等。這(zhe)種(zhong)偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)稱為區域偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。 在(zai)(zai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬冷(leng)凝(ning)(ning)(ning)過程(cheng)中(zhong)(zhong)，如(ru)果析(xi)(xi)(xi)(xi)出的(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)與(yu)余(yu)下的(de)(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)兩者密(mi)度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)時，這(zhe)些晶(jing)體(ti)(ti)便(bian)傾向于在(zai)(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)下沉或上浮(fu)，所(suo)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻現象(xiang)(xiang)，稱為比重偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)。晶(jing)體(ti)(ti)與(yu)余(yu)下的(de)(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)之間的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)差越大(da)(da)，比重偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)越大(da)(da)。這(zhe)種(zhong)密(mi)度(du)(du)差取決于金(jin)(jin)(jin)(jin)屬組(zu)元的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)差，以及晶(jing)體(ti)(ti)與(yu)溶(rong)液(ye)之間的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分差。如(ru)果冷(leng)卻越緩慢(man)，隨著溫度(du)(du)降低初生晶(jing)體(ti)(ti)數量的(de)(de)(de)(de)增加(jia)越緩慢(man)，則晶(jing)體(ti)(ti)在(zai)(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)能自(zi)由浮(fu)沉的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)范(fan)圍(wei)越大(da)(da)，因而(er)比重偏(pian)(pian)析(xi)(xi)(xi)(xi)也越強(qiang)烈。 


 4. 氣泡(pao) 


  金(jin)屬(shu)在(zai)熔融狀態時(shi)能(neng)溶(rong)解大(da)量的(de)氣(qi)體(ti)，在(zai)冷凝(ning)過程中(zhong)因溶(rong)解度隨溫度的(de)降低而急劇(ju)減小，致使(shi)氣(qi)體(ti)從液(ye)態金(jin)屬(shu)中(zhong)釋放(fang)出來。若此(ci)時(shi)金(jin)屬(shu)已完全凝(ning)固(gu)，則剩下的(de)氣(qi)體(ti)不易逸出，有一部分就包(bao)容在(zai)還處于塑性狀態的(de)金(jin)屬(shu)中(zhong)，于是形成(cheng)氣(qi)孔，則稱其為(wei)氣(qi)泡。 


  氣泡的有害影響表(biao)現如下： 


  a. 氣泡減少金屬(shu)鑄件的有效截(jie)面，由于其(qi)缺口效應，大大降低了材(cai)料的強度； 


  b. 當鑄錠表面存在著氣(qi)泡時(shi)，在熱(re)鍛(duan)加熱(re)時(shi)可能被氧化，在隨后(hou)的鍛(duan)壓過程中不能焊合(he)而形成細紋或裂縫； 


  c. 在(zai)沸(fei)騰鋼及某些合(he)金中，由于氣泡的存在(zai)還可(ke)能產生偏析(xi)導致裂縫。


 5. 白點(dian) 


  在經侵蝕后的(de)橫向(xiang)截(jie)面(mian)上，呈(cheng)現較多短小的(de)不(bu)連續的(de)發絲狀(zhuang)裂縫；而在縱向(xiang)斷面(mian)上會發現表面(mian)光(guang)滑、銀白色的(de)圓形或橢圓形的(de)斑點，這種缺(que)陷稱為白點。


   白點(dian)(dian)最容易產(chan)生在(zai)鎳(nie)、鉻、錳作為合(he)金(jin)元素的合(he)金(jin)結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)及低合(he)金(jin)工具鋼(gang)(gang)(gang)中。 奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)及萊氏體鋼(gang)(gang)(gang)中，從未發現過白點(dian)(dian)；鑄鋼(gang)(gang)(gang)中也可(ke)能(neng)發現白點(dian)(dian)，但極為罕見；焊(han)接工件的熔焊(han)金(jin)屬中偶爾也會產(chan)生白點(dian)(dian)。


  白(bai)點(dian)的產生與(yu)鋼(gang)(gang)材的尺寸也(ye)有(you)一定的關(guan)系，橫截面(mian)的直徑或(huo)厚度(du)小于(yu)30mm的鋼(gang)(gang)材不易產生白(bai)點(dian)。 通常具(ju)有(you)白(bai)點(dian)的鋼(gang)(gang)材縱(zong)向(xiang)抗拉強度(du)與(yu)彈性(xing)極限降(jiang)低并不多，但伸長率則顯著降(jiang)低，尤其是斷面(mian)收縮(suo)率與(yu)沖擊韌性(xing)降(jiang)低得(de)更多，有(you)時(shi)可能(neng)接近于(yu)零。且這種鋼(gang)(gang)材的橫向(xiang)力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)比縱(zong)向(xiang)力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)降(jiang)低得(de)多。因此具(ju)有(you)白(bai)點(dian)的鋼(gang)(gang)材一般不能(neng)使用。